專利名稱：三角波激勵(lì)的閉式解耦阻容網(wǎng)絡(luò)的溶液電導(dǎo)率測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及溶液電導(dǎo)率或電阻率的測量方法，尤其涉及采用三角波為激勵(lì)信號并能完全消除電極的雙電層電容以及電極分布電容對溶液電導(dǎo)率或電阻率測量影響的測量方法。
背景技術(shù)：
溶液電導(dǎo)率的基本測量方法是測量施加在置入溶液的電極的兩端上的電壓Ud和流過電極的電流I，計(jì)算電極之間的電阻R=UD/I，用G=K/R計(jì)算溶液的電導(dǎo)率，其中K為電極常數(shù)。但置入溶液內(nèi)的電極在通電后會產(chǎn)生極化，使測得的電壓Ud實(shí)質(zhì)上不是溶液本身兩端的電壓，而是施加在溶液電阻和涉及溶液/金屬電極界面過程的雙電層電容(以下簡稱電極的雙電層電容)這兩個(gè)串聯(lián)的虛擬電子器件上的電壓，因此公式R=UD/I存在理論誤差；為了減小電極極化對測量準(zhǔn)確度的影響，基本方法是在電極上施加正負(fù)極性對稱的交流電，但是在交流激勵(lì)信號作用下，測得的電流I并不是單純流過溶液的電流，而是流過溶液電阻支路并聯(lián)電極分布電容(包含電極極間電容、電極引線電容)支路的總電流，因此使用交流激勵(lì)方法在減小電極極化影響的同時(shí)卻引入了電極分布電容對測量的影響。中國專利號為ZL02111820. 5的專利介紹了一種利用有功進(jìn)行測量的方法，測量電極兩端的電壓和流經(jīng)電極的電流，利用公式G = C*/ I2dt/ / UXIdt求得溶液電導(dǎo)率，該方法所提出的數(shù)學(xué)模型可以消除電極的雙電層電容影響，但不能消除電極分布電容對測量的影響，因?yàn)閺碾娐分苯訙y得的電流I是流過溶液支路的電流與流過電極分布電容電容支路的電流之和，不是流過溶液的支路電流，因此，該專利所提出的數(shù)學(xué)計(jì)算模型只適合于忽略電極分布電容影響的高電導(dǎo)率測量場合，而不適合于低電導(dǎo)率如接近純水的溶液電導(dǎo)率測量場合。中國專利申請?zhí)枮镃N200410066147. 7的文件公布了一種測量方法，用兩個(gè)頻率的正弦信號對電極進(jìn)行激勵(lì)，分別求得二個(gè)阻抗模I Za I和I Zb I，以及r= I Za | / | Zb |，然后利用下式
權(quán)利要求
1.三角波激勵(lì)的閉式解耦阻容網(wǎng)絡(luò)的溶液電導(dǎo)率測量方法，其特征在于采用電壓幅值為U、周期為2T的交流對稱三角波信號對電極進(jìn)行激勵(lì)，在三角波的上波段或者在下波段的3個(gè)四等分分割點(diǎn)時(shí)刻t2、t3對電極響應(yīng)的電流信號進(jìn)行取樣，設(shè)這三個(gè)電流取樣值分別為h、i2和i3，利用下式獲得所需測定的溶液的電阻值Rx
2.如權(quán)利要求I所述的三角波激勵(lì)的閉式解耦阻容網(wǎng)絡(luò)的溶液電導(dǎo)率測量方法，其特征在于所述的交流對稱三角波是指三角波的波峰與波谷的極性相反、幅度相等，上波段與下波段的斜率絕對值相等。
全文摘要
本發(fā)明公開一種三角波激勵(lì)的閉式解耦阻容網(wǎng)絡(luò)的溶液電導(dǎo)率測量方法采用幅值為U、周期固定的交流對稱三角波電壓信號對電極激勵(lì)，在三角波的上波段或者在下波段的3個(gè)四等分時(shí)刻對電極響應(yīng)的電流信號i1、i2和i3進(jìn)行取樣，利用下式計(jì)算溶液的電阻值Rx，再用G=K/Rx獲得電導(dǎo)率，K為電極常數(shù)。本方案可以完全消除分布電容和電極極化電容對測量的影響，對激勵(lì)信號頻率大小沒有特別要求，可以在較寬范圍內(nèi)任意選擇，可滿足低電導(dǎo)率和高電導(dǎo)率的測量需求。
文檔編號G01N27/06GK102830141SQ20121030430
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者廖曉東, 鄭華, 吳慶祥 申請人:福建師范大學(xué)