電導(dǎo)率的測(cè)試裝置和用電設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電導(dǎo)率的測(cè)試裝置和一種用電設(shè)備，電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，包括：方波發(fā)生源，用于產(chǎn)生方波信號(hào)；第一濾波電路，用于對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到不包含直流成分的正弦信號(hào)作為測(cè)試電壓；測(cè)試電極單元，包括并聯(lián)連接的至少三組測(cè)試電極，至少三組測(cè)試電極中的每組測(cè)試電極與一個(gè)電阻并聯(lián)，用于將測(cè)試電壓施加在待測(cè)試介質(zhì)上；電流檢測(cè)電路，檢測(cè)流過(guò)測(cè)試電極單元的電流信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)；開(kāi)關(guān)電路，控制每組測(cè)試電極的工作狀態(tài)；信號(hào)處理電路，連接至電流檢測(cè)電路，確定待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率。本實(shí)用新型的技術(shù)方案可以在避免測(cè)試電極被極化的前提下，準(zhǔn)確地對(duì)低電導(dǎo)率的介質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，并且能夠滿(mǎn)足不同測(cè)試場(chǎng)景的需要。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電導(dǎo)率的測(cè)試裝置和用電設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電導(dǎo)率測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種電導(dǎo)率測(cè)試裝置和一種用電設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]電導(dǎo)率作為物質(zhì)的重要特性之一，并且以其檢測(cè)原理簡(jiǎn)單、檢測(cè)裝置成本低而被廣泛用于物質(zhì)分類(lèi)技術(shù)、材料分析技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)控制技術(shù)中。
[0003]相關(guān)技術(shù)中，對(duì)于電導(dǎo)率的檢測(cè)通常是采用伏安特性曲線進(jìn)行分析，具體地，對(duì)測(cè)試電極施加電壓信號(hào)作為激勵(lì)信號(hào)，讀取流經(jīng)測(cè)試電極的電流信號(hào)，根據(jù)上述的電壓信號(hào)和電流信號(hào)確定待測(cè)物的電導(dǎo)率。但是，若采用的直流電壓信號(hào)作為直流激勵(lì)信號(hào)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)試電極的極化；若直接采用交流電壓信號(hào)作為交流激勵(lì)信號(hào)，則對(duì)交流激勵(lì)信號(hào)的幅值和頻率的穩(wěn)定性要求較高，而且會(huì)由于交流激勵(lì)信號(hào)中包含有直流成分造成測(cè)試電極的極化，同時(shí)交流激勵(lì)信號(hào)的測(cè)試結(jié)果并不能很好地兼容于數(shù)字電路，因此不能為用戶(hù)提供直觀的電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果。
[0004]同時(shí)，在某些場(chǎng)景下，如在電導(dǎo)率成像領(lǐng)域需要對(duì)介質(zhì)多點(diǎn)處的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試，若僅采用一組或兩組測(cè)試電極，則需要不時(shí)變更測(cè)試電極的測(cè)試位置，導(dǎo)致測(cè)試不方便、用戶(hù)操作繁瑣；而且需要對(duì)測(cè)試電極進(jìn)行清洗，否則會(huì)造成測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確?？梢?jiàn)，采用一組或兩組測(cè)試電極顯然不能滿(mǎn)足測(cè)試場(chǎng)景的需要。
[0005]此外，在待測(cè)物的電導(dǎo)率較低時(shí)，測(cè)試電極之間的高阻抗會(huì)造成測(cè)試信號(hào)較小，不便于對(duì)測(cè)試信號(hào)進(jìn)行分析。
[0006]因此，如何能夠在避免測(cè)試電極被極化的前提下，準(zhǔn)確地對(duì)低電導(dǎo)率的物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，并且滿(mǎn)足不同測(cè)試場(chǎng)景的需要成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0008]為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出了一種能夠在避免測(cè)試電極被極化的前提下，準(zhǔn)確地對(duì)低電導(dǎo)率的介質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，并且能夠滿(mǎn)足不同測(cè)試場(chǎng)景需求的電導(dǎo)率的測(cè)試
目.ο
[0009]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出了一種用電設(shè)備。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，提出了一種電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，包括:方波發(fā)生源，用于產(chǎn)生方波信號(hào)；第一濾波電路，連接至所述方波發(fā)生源，用于對(duì)所述方波發(fā)生源產(chǎn)生的所述方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到不包含直流成分的正弦信號(hào)，以將所述正弦信號(hào)作為測(cè)試電壓；測(cè)試電極單元，包括并聯(lián)連接的至少三組測(cè)試電極，所述至少三組測(cè)試電極中的每組測(cè)試電極與一個(gè)電阻并聯(lián)，所述測(cè)試電極單元連接至所述第一濾波電路，用于將所述測(cè)試電壓施加在待測(cè)試介質(zhì)上；電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)流過(guò)所述測(cè)試電極單元的電流信號(hào)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)；開(kāi)關(guān)電路，連接在所述測(cè)試電極單元和所述電流檢測(cè)電路之間，用于控制所述至少三組測(cè)試電極中每組測(cè)試電極的工作狀態(tài)；信號(hào)處理電路，連接至所述電流檢測(cè)電路，用于根據(jù)所述電流檢測(cè)電路輸出的電壓信號(hào)確定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過(guò)將第一濾波電路連接至方波發(fā)生源，以對(duì)所述方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，最終獲得不含直流成分的正弦信號(hào)，可以避免相關(guān)技術(shù)中采用直流激勵(lì)信號(hào)，或直接采用未經(jīng)處理的包含有直流成分的交流激勵(lì)信號(hào)而造成電極的極化效應(yīng)；同時(shí)，由于是通過(guò)對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理后得到的正弦信號(hào)，因此可以保證施加在電極上的交流激勵(lì)具有穩(wěn)定的幅值和頻率，進(jìn)而可以確保電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0012]同時(shí)，通過(guò)與測(cè)試電極并聯(lián)一個(gè)電阻，可以提高電流檢測(cè)電路檢測(cè)到的電流信號(hào)強(qiáng)度，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)低電導(dǎo)率的介質(zhì)進(jìn)行測(cè)量。
[0013]另外，通過(guò)設(shè)置開(kāi)關(guān)電路以控制每組測(cè)試電極的工作狀態(tài)，增強(qiáng)了電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的測(cè)試多樣性，即可以通過(guò)開(kāi)關(guān)電路的簡(jiǎn)單切換，實(shí)現(xiàn)由不同的測(cè)試電極對(duì)待測(cè)試介質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，滿(mǎn)足了不同測(cè)試場(chǎng)景的需要，如對(duì)于電導(dǎo)率成像領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)至少三組電極對(duì)待測(cè)試介質(zhì)的不同點(diǎn)的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試。優(yōu)選地，至少三組測(cè)試電極中在同一時(shí)刻可以?xún)H有一組測(cè)試電極工作，以避免至少三組測(cè)試電極測(cè)試的信號(hào)之間產(chǎn)生干擾。
[0014]此外，本實(shí)用新型提出的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的成本較低，便于實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的批量生產(chǎn)和應(yīng)用，如應(yīng)用在凈水機(jī)中實(shí)現(xiàn)對(duì)凈水機(jī)水質(zhì)的檢測(cè)，或用于對(duì)電解質(zhì)、肉制品、糧食水分、土壤水分等的測(cè)量。
[0015]另外，根據(jù)本實(shí)用新型的上述實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述信號(hào)處理電路，包括:峰值檢測(cè)電路，連接至所述電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)經(jīng)過(guò)所述電流檢測(cè)電路輸出的所述電壓信號(hào)的峰值；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，連接至所述峰值檢測(cè)電路，用于對(duì)所述峰值檢測(cè)電路檢測(cè)到的峰值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，以得到數(shù)字信號(hào)；微處理器，連接至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)確定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過(guò)在信號(hào)處理電路中依次設(shè)置峰值檢測(cè)電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及微處理器，將測(cè)試得到的電導(dǎo)率兼容于數(shù)字讀出電路和數(shù)字處理電路中，具體地，通過(guò)將模擬信號(hào)量化為數(shù)字信號(hào)，減小了微處理器對(duì)電導(dǎo)率的運(yùn)算時(shí)間和內(nèi)存占用率，同時(shí)可以使用戶(hù)更加直觀地查看測(cè)試的電導(dǎo)率，提升了用戶(hù)體驗(yàn)。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述信號(hào)處理電路，還包括:第二濾波電路，所述峰值檢測(cè)電路通過(guò)所述第二濾波電路連接至所述電流檢測(cè)電路，所述第二濾波電路用于對(duì)所述電流檢測(cè)電路輸出的所述電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和降噪處理。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過(guò)在電流檢測(cè)電路與峰值檢測(cè)電路之間設(shè)置第二濾波電路，以對(duì)電流檢測(cè)電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，降低了測(cè)試信號(hào)的噪聲和波動(dòng)情況，進(jìn)而可以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述信號(hào)處理電路，還包括:第三濾波電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過(guò)所述第三濾波電路連接至所述峰值檢測(cè)電路，所述第三濾波電路用于對(duì)所述峰值檢測(cè)電路輸出的電壓峰值信號(hào)進(jìn)行濾波和降噪處理。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過(guò)在峰值檢測(cè)電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置第三濾波電路，以對(duì)峰值檢測(cè)電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，進(jìn)一步地降低了測(cè)試信號(hào)的噪聲和波動(dòng)情況，進(jìn)而也可以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器包括所述方波發(fā)生源。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過(guò)將方波發(fā)生源設(shè)置于所述微處理器中，可以通過(guò)微處理器對(duì)方波發(fā)生源進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和修改，如微處理器為單片機(jī)，可以由單片機(jī)輸出方波信號(hào)。另外，采用方波發(fā)生源降低了電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的整體成本，具體地，方波信號(hào)最容易獲得正弦信號(hào)的信號(hào)之一，因此，不必采用高昂地設(shè)備來(lái)獲取無(wú)直流成分的正弦波信號(hào)。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器還用于:對(duì)所述方波發(fā)生源產(chǎn)生所述方波信號(hào)的方式進(jìn)行控制。其中，微處理器可以控制方波發(fā)生源持續(xù)產(chǎn)生方波信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試介質(zhì)的持續(xù)測(cè)試，如對(duì)凈水機(jī)水路的電導(dǎo)率進(jìn)行持續(xù)測(cè)試；當(dāng)然，微處理器也可以控制方波發(fā)生源在某一時(shí)刻產(chǎn)生方波信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試介質(zhì)的間斷測(cè)試，即在需要測(cè)試時(shí)才進(jìn)行測(cè)試，如對(duì)土壤水分、肉制品的測(cè)試等。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器包括:判斷電路，用于判斷確定的所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率是否處于預(yù)設(shè)的電導(dǎo)率范圍內(nèi)；提示電路，連接至所述判斷電路，用于在所述判斷電路判定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率不處于所述預(yù)設(shè)的電導(dǎo)率范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出提不?目號(hào)。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過(guò)在微處理器中設(shè)置判斷電路和提示電路，可以實(shí)現(xiàn)在確定電導(dǎo)率后，根據(jù)電導(dǎo)率和預(yù)設(shè)電導(dǎo)率范圍的比較，來(lái)確定電導(dǎo)率所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)狀態(tài)，并且通過(guò)將判定結(jié)果提示給用戶(hù)，使用戶(hù)更加直觀地獲取物質(zhì)狀態(tài)，提升了用戶(hù)體驗(yàn)。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)電路包括:至少三個(gè)開(kāi)關(guān)，每個(gè)所述開(kāi)關(guān)與一組所述測(cè)試電極串聯(lián)，每個(gè)所述開(kāi)關(guān)用于控制一組所述測(cè)試電極的工作狀態(tài)。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過(guò)設(shè)置至少三個(gè)開(kāi)關(guān)分別控制一組測(cè)試電極的工作狀態(tài)，可以在同一時(shí)間內(nèi)，選擇任一組測(cè)試電極進(jìn)行測(cè)試，方便實(shí)現(xiàn)對(duì)至少三組測(cè)試電極的控制。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器還連接至所述開(kāi)關(guān)電路，用于控制每個(gè)所述開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)，以對(duì)所述每組測(cè)試電極的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過(guò)微處理器控制每個(gè)開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了方便控制測(cè)試電極的工作狀態(tài)的效果。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器包括:判斷電路，用于判斷確定的所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率是否處于預(yù)設(shè)的電導(dǎo)率范圍內(nèi)；提示電路，連接至所述判斷電路，用于在所述判斷電路判定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率不處于所述預(yù)設(shè)的電導(dǎo)率范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出提不?目號(hào)。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過(guò)在微處理器中設(shè)置判斷電路和提示電路，可以實(shí)現(xiàn)在確定電導(dǎo)率后，根據(jù)電導(dǎo)率和預(yù)設(shè)電導(dǎo)率范圍的比較，來(lái)確定電導(dǎo)率所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)狀態(tài)，并且通過(guò)將判定結(jié)果提示給用戶(hù)，使用戶(hù)更加直觀地獲取物質(zhì)狀態(tài)，提升了用戶(hù)體驗(yàn)。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一濾波電路包括:由帶通濾波器和型濾波器組合而成的濾波電路。
[0034]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過(guò)帶通濾波器和型濾波器組合而成的濾波電路作為第一濾波電路，有效地獲得了不含直流成分的正弦信號(hào)，進(jìn)而避免了直流信號(hào)造成的電極極化效應(yīng)；并且能夠確保得到正弦信號(hào)具有穩(wěn)定的幅值和頻率，進(jìn)而可以確保電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述正弦信號(hào)為具有單一波形的正弦信號(hào)，或由多個(gè)波形的正弦信號(hào)疊加組成的正弦信號(hào)。具體地，施加在電極上的激勵(lì)信號(hào)可以是單一的正弦信號(hào)，也可以是多正弦信號(hào)同時(shí)進(jìn)行激勵(lì)，以實(shí)現(xiàn)多頻率處的電阻抗信息的獲取。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面的實(shí)施例，還提出了一種用于用電設(shè)備，包括:如上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置。用電設(shè)備可以是凈水機(jī)等。
[0037]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0039]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的第一濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的電流采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的峰值檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043]為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0044]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是，本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來(lái)實(shí)施，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0045]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，包括:為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，提出了一種電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，包括:方波發(fā)生源102，用于產(chǎn)生方波信號(hào)；第一濾波電路104，連接至所述方波發(fā)生源102，用于對(duì)所述方波發(fā)生源102產(chǎn)生的所述方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到不包含直流成分的正弦信號(hào)，以將所述正弦信號(hào)作為測(cè)試電壓；測(cè)試電極單元106，包括并聯(lián)連接的至少三組測(cè)試電極，所述至少三組測(cè)試電極中的每組測(cè)試電極與一個(gè)電阻并聯(lián)，所述測(cè)試電極單元106連接至所述第一濾波電路104，用于將所述測(cè)試電壓施加在待測(cè)試介質(zhì)116上；電流檢測(cè)電路108，用于檢測(cè)流過(guò)所述測(cè)試電極單元106的電流信號(hào)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)；開(kāi)關(guān)電路114，連接在所述測(cè)試電極單元106和所述電流檢測(cè)電路108之間，用于控制所述至少三組測(cè)試電極中每組測(cè)試電極的工作狀態(tài)；信號(hào)處理電路112，連接至所述電流檢測(cè)電路108，用于根據(jù)所述電流檢測(cè)電路108輸出的電壓信號(hào)確定所述待測(cè)試介質(zhì)116的電導(dǎo)率。
[0047]通過(guò)將第一濾波電路104連接至方波發(fā)生源102，以對(duì)方波發(fā)生源102產(chǎn)生的方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，最終獲得不含直流成分的正弦信號(hào)，可以避免相關(guān)技術(shù)中采用直流激勵(lì)信號(hào)，或直接采用未經(jīng)處理的包含有直流成分的交流激勵(lì)信號(hào)而造成電極的極化效應(yīng)；同時(shí)，由于是通過(guò)對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理后得到的正弦信號(hào)，因此可以保證施加在測(cè)試電極上的交流激勵(lì)具有穩(wěn)定的幅值和頻率，進(jìn)而可以確保電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0048]同時(shí)，通過(guò)與測(cè)試電極并聯(lián)一個(gè)電阻118，可以提高電流檢測(cè)電路檢測(cè)到的電流信號(hào)強(qiáng)度，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)低電導(dǎo)率的介質(zhì)進(jìn)行測(cè)量。
[0049]另外，通過(guò)設(shè)置開(kāi)關(guān)電路114以控制每組測(cè)試電極的工作狀態(tài)，增強(qiáng)了電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的測(cè)試多樣性，即可以通過(guò)開(kāi)關(guān)電路114的簡(jiǎn)單切換，實(shí)現(xiàn)由不同的測(cè)試電極對(duì)待測(cè)試介質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，滿(mǎn)足了不同測(cè)試場(chǎng)景的需要，如對(duì)于電導(dǎo)率成像領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)至少三組電極對(duì)待測(cè)試介質(zhì)的不同點(diǎn)的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試。優(yōu)選地，至少三組測(cè)試電極中在同一時(shí)刻可以?xún)H有一組測(cè)試電極工作，以避免至少三組測(cè)試電極測(cè)試的信號(hào)之間產(chǎn)生干擾。
[0050]此外，本實(shí)用新型提出的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的成本較低，便于實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的批量生產(chǎn)和應(yīng)用，如應(yīng)用在水質(zhì)(飲用水等)、重金屬污染、皮膚(人體皮膚水分、月旨肪、皮膚病)、電解質(zhì)(酸或堿)、生物組織(疾病，如乳腺癌、前列腺癌等)、肉制品(牛肉、豬肉、驢肉、狗肉、雞肉、鴨肉等肉制品變質(zhì)檢測(cè))、糧食(大米、小麥等谷物)水分、土壤水分、液態(tài)介質(zhì)液位、溫度測(cè)量、酒精度、油包水、水包油、電磁無(wú)損檢測(cè)等電導(dǎo)率的測(cè)量中。
[0051]其中，方波發(fā)生源102可以產(chǎn)生固定頻率、低電平為零的方波信號(hào)，當(dāng)然，方波發(fā)生源102產(chǎn)生的方波信號(hào)的低電平也可以大于O或小于O。第一濾波電路104可以將方波信號(hào)中除基礎(chǔ)諧波之外的所有諧波成分濾除，以將基礎(chǔ)諧波作為激勵(lì)信號(hào)，當(dāng)然，也可以將其他諧波成分作為激勵(lì)信號(hào)。
[0052]另外，根據(jù)本實(shí)用新型的上述實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0053]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述信號(hào)處理電路112，包括:峰值檢測(cè)電路1122，連接至所述電流檢測(cè)電路108，用于檢測(cè)所述電流檢測(cè)電路108輸出的所述電壓信號(hào)的峰值；模數(shù)轉(zhuǎn)換器1124，連接至所述峰值檢測(cè)電路1122，用于對(duì)所述峰值檢測(cè)電路1122檢測(cè)到的峰值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，以得到數(shù)字信號(hào)；微處理器1126，連接至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器1124，用于根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)確定所述待測(cè)試介質(zhì)116的電導(dǎo)率。
[0054]通過(guò)在信號(hào)處理電路112中依次設(shè)置峰值檢測(cè)電路1122、模數(shù)轉(zhuǎn)換器1124以及微處理器1126，可以使得測(cè)試得到的電導(dǎo)率值兼容于數(shù)字電路。具體地，通過(guò)將模擬信號(hào)量化為數(shù)字信號(hào)，可以使用戶(hù)更加直觀地查看測(cè)試的電導(dǎo)率，提升了用戶(hù)體驗(yàn)。
[0055]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述信號(hào)處理電路112，還包括:第二濾波電路(圖中未示出)，所述峰值檢測(cè)電路1122通過(guò)所述第二濾波電路連接至所述電流檢測(cè)電路108，所述第二濾波電路用于對(duì)所述電流檢測(cè)電路108輸出的所述電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和降噪處理。
[0056]通過(guò)在電流檢測(cè)電路108與峰值檢測(cè)電路1122之間設(shè)置第二濾波電路，以對(duì)電流檢測(cè)電路108輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，降低了測(cè)試信號(hào)的噪聲和波動(dòng)情況，進(jìn)而可以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0057]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述信號(hào)處理電路112，還包括:第三濾波電路(圖中未示出)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器1124通過(guò)所述第三濾波電路連接至所述峰值檢測(cè)電路1122，所述第三濾波電路用于對(duì)所述峰值檢測(cè)電路1122輸出的電壓峰值信號(hào)進(jìn)行濾波和降噪處理。
[0058]通過(guò)在峰值檢測(cè)電路1122與模數(shù)轉(zhuǎn)換器1124之間設(shè)置第三濾波電路，以對(duì)峰值檢測(cè)電路1122輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，進(jìn)一步地降低了測(cè)試信號(hào)的噪聲和波動(dòng)情況，進(jìn)而也可以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0059]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器1126包括所述方波發(fā)生源102。
[0060]通過(guò)將方波發(fā)生源102設(shè)置于所述微處理器1126中，可以通過(guò)微處理器1126對(duì)方波發(fā)生源102進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和修改，如微處理器1126為單片機(jī)，可以由單片機(jī)輸出方波信號(hào)。另外，采用方波發(fā)生源102降低了電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的整體成本，具體地，方波信號(hào)最容易獲得正弦信號(hào)的信號(hào)之一，因此，不必采用高昂地設(shè)備來(lái)獲取無(wú)直流成分的正弦波信號(hào)。
[0061]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器1126還用于:對(duì)所述方波發(fā)生源102產(chǎn)生所述方波信號(hào)的方式進(jìn)行控制。其中，微處理器1126可以控制方波發(fā)生源102持續(xù)產(chǎn)生方波信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試介質(zhì)的持續(xù)測(cè)試，如對(duì)凈水機(jī)水路的電導(dǎo)率進(jìn)行持續(xù)測(cè)試；當(dāng)然，微處理器1126也可以控制方波發(fā)生源102在某一時(shí)刻產(chǎn)生方波信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試介質(zhì)的間斷測(cè)試，即在需要測(cè)試時(shí)才進(jìn)行測(cè)試，如對(duì)土壤水分、肉制品的測(cè)試等。
[0062]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器1126包括:判斷電路(圖中未示出)，用于判斷確定的所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率是否處于預(yù)設(shè)的電導(dǎo)率范圍內(nèi)；提示電路(圖中未示出)，連接至所述判斷電路，用于在所述判斷電路判定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率不處于所述預(yù)設(shè)的電導(dǎo)率范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出提示信號(hào)。
[0063]通過(guò)在微處理器1126中設(shè)置判斷電路和提示電路，可以實(shí)現(xiàn)在確定電導(dǎo)率后，根據(jù)電導(dǎo)率和預(yù)設(shè)電導(dǎo)率范圍的比較，來(lái)確定電導(dǎo)率所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)狀態(tài)，并且通過(guò)將判定結(jié)果提示給用戶(hù)，使用戶(hù)更加直觀地獲取物質(zhì)狀態(tài)，提升了用戶(hù)體驗(yàn)。
[0064]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)電路114包括:至少三個(gè)開(kāi)關(guān)120，每個(gè)所述開(kāi)關(guān)120與一組所述測(cè)試電極串聯(lián)，每個(gè)所述開(kāi)關(guān)120用于控制一組所述測(cè)試電極的工作狀態(tài)。
[0065]通過(guò)設(shè)置至少三個(gè)開(kāi)關(guān)120分別控制一組測(cè)試電極的工作狀態(tài)，可以在同一時(shí)間內(nèi)，選擇任一組測(cè)試電極進(jìn)行測(cè)試，方便實(shí)現(xiàn)對(duì)至少三組測(cè)試電極的控制。
[0066]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器1126還連接至所述開(kāi)關(guān)電路114，用于控制每個(gè)所述開(kāi)關(guān)120閉合或斷開(kāi)，以對(duì)所述每組測(cè)試電極的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。
[0067]通過(guò)微處理器1126控制每個(gè)開(kāi)關(guān)120的閉合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了方便控制測(cè)試電極的工作狀態(tài)的效果。其中，開(kāi)關(guān)電路114可以是模擬開(kāi)關(guān)電路。
[0068]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一濾波電路104包括:由帶通濾波器和型濾波器組合而成的濾波電路。
[0069]通過(guò)帶通濾波器和型濾波器組合而成的濾波電路作為第一濾波電路104，有效地獲得了不含直流成分的正弦信號(hào)，進(jìn)而避免了直流信號(hào)造成的電極極化效應(yīng)；并且能夠確保得到正弦信號(hào)具有穩(wěn)定的幅值和頻率，進(jìn)而可以確保電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0070]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述正弦信號(hào)為具有單一波形的正弦信號(hào)，或由多個(gè)波形的正弦信號(hào)疊加組成的正弦信號(hào)。具體地，施加在測(cè)試電極上的激勵(lì)信號(hào)可以是單一的正弦信號(hào)，也可以是多正弦信號(hào)同時(shí)進(jìn)行激勵(lì)，以實(shí)現(xiàn)多頻率處的電阻抗信息的獲取。
[0071]其中，第一濾波電路104的電路結(jié)構(gòu)可以如圖2所示，第一濾波電路104的輸入端1042連接至方波發(fā)生源102的輸出端，第一濾波電路輸出端1044連接至測(cè)試電極單元106。
[0072]電流檢測(cè)電路108的電路結(jié)構(gòu)可以如圖3所示，電流檢測(cè)電路108的輸入端1082對(duì)流過(guò)測(cè)試電極單元106的電流進(jìn)行采樣，電流檢測(cè)電路108的輸出端1084連接至峰值檢測(cè)電路1122的輸入端。
[0073]峰值檢測(cè)電路1122的電路結(jié)構(gòu)可以如圖4所示，峰值檢測(cè)電路1122的輸入端112A連接至電流檢測(cè)電路108的輸出端1084，峰值檢測(cè)電路1122的輸出端112B連接至模數(shù)轉(zhuǎn)換器1124的輸入端。
[0074]以上結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，本實(shí)用新型提出了一種新的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，可以在避免測(cè)試電極被極化的前提下，準(zhǔn)確地對(duì)低電導(dǎo)率的介質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，并且能夠滿(mǎn)足不同測(cè)試場(chǎng)景的需要。
[0075]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，其特征在于，包括: 方波發(fā)生源，用于產(chǎn)生方波信號(hào)； 第一濾波電路，連接至所述方波發(fā)生源，用于對(duì)所述方波發(fā)生源產(chǎn)生的所述方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到不包含直流成分的正弦信號(hào)，以將所述正弦信號(hào)作為測(cè)試電壓； 測(cè)試電極單元，包括并聯(lián)連接的至少三組測(cè)試電極，所述至少三組測(cè)試電極中的每組測(cè)試電極與一個(gè)電阻并聯(lián)，所述測(cè)試電極單元連接至所述第一濾波電路，用于將所述測(cè)試電壓施加在待測(cè)試介質(zhì)上； 電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)流過(guò)所述測(cè)試電極單元的電流信號(hào)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)； 開(kāi)關(guān)電路，連接在所述測(cè)試電極單元和所述電流檢測(cè)電路之間，用于控制所述至少三組測(cè)試電極中每組測(cè)試電極的工作狀態(tài)； 信號(hào)處理電路，連接至所述電流檢測(cè)電路，用于根據(jù)所述電流檢測(cè)電路輸出的電壓信號(hào)確定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理電路，包括: 峰值檢測(cè)電路，連接至所述電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述電流檢測(cè)電路輸出的所述電壓信號(hào)的峰值； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，連接至所述峰值檢測(cè)電路，用于對(duì)所述峰值檢測(cè)電路檢測(cè)到的峰值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，以得到數(shù)字信號(hào)； 微處理器，連接至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)確定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理電路，還包括: 第二濾波電路，所述峰值檢測(cè)電路通過(guò)所述第二濾波電路連接至所述電流檢測(cè)電路，所述第二濾波電路用于對(duì)所述電流檢測(cè)電路輸出的所述電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和降噪處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理電路，還包括: 第三濾波電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過(guò)所述第三濾波電路連接至所述峰值檢測(cè)電路，所述第三濾波電路用于對(duì)所述峰值檢測(cè)電路輸出的電壓峰值信號(hào)進(jìn)行濾波和降噪處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，其特征在于，所述微處理器包括所述方波發(fā)生源，所述微處理器還用于:對(duì)所述方波發(fā)生源產(chǎn)生所述方波信號(hào)的方式進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電路包括: 至少三個(gè)開(kāi)關(guān)，每個(gè)所述開(kāi)關(guān)與一組所述測(cè)試電極串聯(lián)，每個(gè)所述開(kāi)關(guān)用于控制一組所述測(cè)試電極的工作狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，其特征在于，所述微處理器還連接至所述開(kāi)關(guān)電路，用于控制每個(gè)所述開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)，以對(duì)所述每組測(cè)試電極的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，其特征在于，所述第一濾波電路包括:由帶通濾波器和π型濾波器組合而成的濾波電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，其特征在于，所述正弦信號(hào)為具有單一波形的正弦信號(hào)，或由多個(gè)波形的正弦信號(hào)疊加組成的正弦信號(hào)。
10.一種用電設(shè)備，其特征在于，包括:如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置。
【文檔編號(hào)】G01R27/02GK204203360SQ201420684890
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】孟凡, 張建亮, 王新元, 陳逸凡 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)美的電熱電器制造有限公司, 美的集團(tuán)股份有限公司