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专利名称：数显电导率仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电化学分析仪器，特别是一种数显电导率仪。
背景技术：
电导率仪是一种实验室测量溶液电导率的仪器，应用范围十分宽广。可是国内长期以来使用的电导率仪还是采用分立电子元器件构成电路，采用指针式电表显示测量值，技术水平相当落后。当然存在的问题也不少，如测量精度低、测量范围小、稳定性可靠性差、操作不便等等，仪器必须进行更新换代，才能满足生产、教学、科研等各领域的使用要求。

发明内容
本实用新型为了解决现有电导率仪测量精度低、可靠性差所存在的技术问题，而提供的一种电路集成化的数显电导率仪。
根据上述目的，本实用新型提供一种数显电导率仪，由信号源、电流放大电路、电压放大器、相敏检波电路、模数转换器、显示器及电极接口组成；其中信号源与电极接口连接，电极接口另一端与电流放大电路、电压放大器、模数转换器、显示器依此连接，相敏检波电路一端与信号源连接，其另一端与电压放大器输入端连接；其中两电极由插头与电极接口连接，电极置于注有被测溶液的电导池中。
其中，信号源由可变电容器、信号发生器、电压跟随器、电位器构成；可变电容器与信号发生器输入端连接，信号发生器输出端与电压跟随器、电位器、电极接口依此连接。
其中，电流放大电路由电流放大器与量程电阻构成；电流放大器输入端与电极接口另一端连接，其输出端与电压放大器输入端连接。
其中，相敏检波电路由相敏放大器、二极管、相敏开关构成；相敏放大器的输入端与信号发生器输出端连接，相敏开关的另一端与电压放大器输入端连接。
本实用新型由于采取了以上技术措施，具有测量精度高、测量范围广、性能稳定可靠、操作方便等优点。


图1是电导率仪的电原理框图。
图2是本实用新型的电原理线路图。
具体实施方式
在电解质溶液中，带电的离子在电场作用下有规则移动，从而传递电荷，使溶液具有导电作用，其导电能力的强弱称为电导率。而电导是电阻的倒数，所以只要测出溶液的电阻值，便可知道其电导率。本仪器采用二个电极浸入溶液中，测出二极间的电阻值，再经过数据处理，来获得被测溶液的电导率。
如图1所示，信号源1与电极接口I/O连接，电极接口I/O另一端与电流放大电路3、电压放大器A4、模数转换器A/D、显器LCD依此连接，相敏检波电路5一端与信号源1连接，其另一端与电压放大器A4输入端连接；其中两电极7由插头6与电极接口I/O连接，电极7置于注有被测溶液8的电导池9中。这是电导率仪通用的电原理框图。现有的仪器这些电路是采用分立电子元器件构成的，线路错综复杂，安装调试十分繁琐，因而造成仪器稳定性可靠性差，测量误差也大，并且采用指针式电表作测量值显示器，使用很不方便，迫切需要更新换代。本实用新型首先采用集成电路等先进的元器件替代原来的分立元器件，并对原有的电路作了重大的改进，重新设计测量电路，还采用液晶显示器LCD替代指针式电表，仪器的造型显得新颖美观。
如图2所示，其中信号源1由可变电容器Co、信号发生器A1、电压跟随器A2、电位器Ro构成。可变电容器Co与信号发生器A1输入端连接，构成交流信号源，可消除电极7被极化而带来的测量误差，使电流每次改变方向引起的极化被下一次反方向电流所引起的极化相互抵消，改变Co的容量，可改变交流信号的频率，以适应高、低电导测量之需。电位器Ro串接于电压跟随器A2与电极接口I/O之间，构成温度补偿回路，同一种溶液在不同温度时测得的电导率是不同的，这是因为温度直接影响到电解质的电离度、溶解度，也对离子迁移起作用，温度补偿回路可使液温在5～50℃范围内进行测量，可获得在25℃的电导率。
其中，电流放大电路3由电流放大器A3与量程电阻Rf构成，电流放大器A3输入端与电极接口I/O另一端连接，其输出端与电压放大器A4输入端连接；根据测量需要，调节量程电阻Rf可调节电流放大器A3的输出电流量，这里采用与可变电容Co同步切换，操作更方便。
其中，相敏检波电路5由相敏放大器A5、二极管D、相敏开关J依此连接构成；相敏放大器A5输入端与信号发生器A1输出端连接，相敏开关J的另一端与电压放大器A4连接，采用相敏检波技术，完全克服了分布电容对测量精度的影响。电极7之间及引线存在分布电容，产生的容抗并联于电导池9上，而电导池9的电阻性电流与分布电容的电容有90°的相位差，作低电导测量时将产生较大的误差，而经相敏检波后，电阻性电流成为正信号，电容性电流仍为交流信号经检波后正负抵消，因而消除了分布电容对测量的影响。
当仪器处于测量状态时，信号发生器A1输出一个设定频率的交流信号，经电压跟随器A2将输出电压加到电导池9中浸于溶液8的两电极7上，电极7之间产生电流经电流放大器A3输出相应的电压，与相敏放大器A5输出电压同步加到电压放大器A4的同相和反相输入端，完成线性检波，电压放大器A4输出的直流电压经模数转换器A/D转换，由液晶显示器LCD直接显示出被测溶液的电导率值。
权利要求1.一种数显电导率仪，其特征是由信号源(1)、电流放大电路(3)、电压放大器(A4)、相敏检波电路(5)、模数转换器(A/D)、显示器(LCD)及电极接口(I/O)组成；其中信号源(1)与电极接口(I/O)连接，电极接口(I/O)另一端与电流放大电路(3)、电压放大器(A4)、模数转换器(A/D)、显示器(LCD)依此连接，相敏检波电路(5)一端与信号源(1)连接，其另一端与电压放大器(A4)输入端连接；其中两电极(7)由插头(6)与电极接口(I/O)连接，电极(7)置于注有被测溶液(8)的电导池(9)中；信号源(1)由可变电容器(Co)、信号发生器(A1)、电压跟随器(A2)、可变电阻器(Ro)构成；可变电容器(Co)与信号发生器(A1)输入端连接，信号发生器(A1)输出端与电压跟随器(A2)、可变电阻器(Ro)、电极接口(I/O)依此连接；电流放大电路(3)由电流放大器(A3)与量程电阻(Rf)构成；电流放大器(A3)输入端与电极接口(I/O)另一端连接，其输出端与电压放大器(A4)输入端连接；相敏检波电路(5)由相敏放大器(A5)、二极管(D)、相敏开关(J)构成；相敏放大器(A5)的输入端与信号发生器(A1)输出端连接，相敏开关(J)的另一端与电压放大器(A4)输入端连接。
专利摘要本实用新型提供一种数显电导率仪，由信号源、电流放大电路、电压放大器、相敏检波电路、模数转换器、显示器及电极接口组成。该仪器采用集成电路等新型的电子元器件替代分立元器件，采用液晶显示器替代指针式电表，并对原有电路作了重大改进，如变频信号源、温度补偿回路、相敏检波技术等。因此具有测量精度高、范围广、性能稳定可靠、造型新颖、操作方便等优点。
文档编号G01N27/06GK2627502SQ0323254
公开日2004年7月21日 申请日期2003年6月26日 优先权日2003年6月26日
发明者郑金美, 顾雄根 申请人:上海雷磁新泾仪器有限责任公司