专利名称：一种小取样量无极电导分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器探测分析技术领域，特别涉及一种小取样量无极电导分析仪。
背景技术：
电导率仪有电极式电导率仪和无极电导仪。电极式电导率仪测定溶液时，由于电极极化现象和电极中毒等问题，会造成测量的严重误差。无极电导仪是利用电磁感应原理来反映电解质溶液电导率的变化，测量线圈不与溶液接触，避免了电极式电导率仪由于极化和电极中毒而造成的测量不稳定等一系列问题，能够实现在线、远距离测量，适合于含有油污和强腐蚀性溶液的电导率的测量。现有的无极电导仪存在以下弊端(I)无极电导仪的电导传感器体积大，至少需 要约IOOmL的样品，特别不利于放射性样品和稀有样品等少量样品的测量；(2)清洗传感器，产生较多废液。因此对无极电导仪进行改进或革新，对于扩展无极电导仪的适用范围和实用性都是非常必要的。
发明内容本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种取样量小、电感器免清洗、能够实现数字化测量的小取样量无极电导分析仪。为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的一种小取样量无极电导分析仪，包括电导传感器，样品测量室、前置仪表，关键在于，前置仪表还与数据采集单元连接，数据采集单元连接在计算机上；电导传感器位于样品测量室内，电导传感器内设置样品瓶。本实用新型还可以所述的样品瓶为有机玻璃电导测量杯，杯底为金属材质的密封塞，密封塞与样品测量室底部的外壳相连，杯盖为金属材质，杯盖与样品测量室的上表面接触，杯盖中心设有金属材质螺杆。所述的样品测量室为金属材质。所述的计算机装有操作软件FreeAcid VI. 0,软件实现数据采集和探测效率的修正。所述的数据采集单元为数据采集卡和光隔离信号调理模块。所述的电导传感器由L1和L2两个相互绝缘的环形电感线圈构成，电感线圈固化在一起，孔是联通的。进一步，所述的杯盖、杯底、螺杆均为不锈钢材质，所述的样品测量室为不锈钢材质。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型通过在电导传感器内设置专用样品瓶，只需将待测溶液放入样品瓶中，样品瓶以外的液体采用金属导电的样品室替代，而不需将电导传感器再放入待测液体中，这样极大地节省了样品液体的取样量，每次测量只需Iml测量液体。每次清洗只需清洗样品瓶，电导传感器免于清洗。与普通的无极电导分析仪相比，在前置仪表上接有数据采集单元，数据采集单 元将电流信号转换为数字信号，经过计算机上操作软件实现电导的数字化自动测量和探测效率的校正。

图I无极电导分析仪的结构示意图图2无极电导传感器示意图图3无极电导原理示意图I样品测量室、2样品瓶、3电导传感器、4杯盖、5杯底、6螺杆、7聚四氟乙烯支架、8液体
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述一种小取样量无极电导分析仪，如图I所示，它包括电导传感器3，样品测量室I、前置仪表、样品瓶2、前置仪表、数据采集单元、计算机等部分。数据采集单元连接在前置仪表上，前置仪表接收电导传感器3输出的信号，放大调整为4-20mA的电流信号，数据采集单元将上述电流信号转换为数字信号，经过USB接口传送与其连接的计算机上。电导传感器3位于样品测量室I内，电导传感器3内设置容纳样品瓶2的空间，样品瓶2为有机玻璃电导测量杯，杯中加入样品液体8后放置于电导传感器3内，样品瓶2可以随时取放，方便样品瓶2的清洗。本发明中样品测量室1，有机电导测量杯的杯盖4、杯底5以及螺杆6均采用具有导电功能的金属材料制成，优选采用不锈钢材质，更好防止了化学腐蚀。如图2所示，电导传感器3置于不锈钢材质的样品测量室I中，使用聚四氟乙烯支架7固定在样品测量室I的底部。电导传感器3中心放入有机玻璃电导测量杯，测量杯中放入Iml测量液体8，测量杯的杯底5为不锈钢密封塞，不锈钢密封塞与样品测量室I的底部外壳相连，测量杯的杯盖4为不锈钢材质，杯盖4与样品测量室I的上表面外壳接触，杯盖4中心设置有一不锈钢螺杆6，可以手动调节螺杆6距离测量杯中液面的高度。测量时，杯底5依靠重力与样品测量室I的外壳底部接触，然后盖上杯盖4，通过螺杆6与样品测量室I的外壳上表面相连，于是构成了闭合的导电回路。测量杯液体只需Iml样品，测量杯以外大于IOOml的液体用等效的样品测量室I的外壳替代。这样的做法无疑会牺牲部分传感器的探测效率，实测电导测量效率为全部侵入测量时的1/4，仍然能够满足测量精度的要求，但是此结构另取样量减小了两个数量级，成功解决了放射性样品和稀有样品的测量难点。不同的电解质溶液有不同的导电能力，当电流通过电解质溶液时呈现出与金属一样的电阻Rs，溶液的电导G用其电阻Rs的倒数表示G = 1/Rs = A/L*S式中，L-电解质溶液的导电长度(cm)；A-电解质溶液的导电截面积(cm2)；S-电解质溶液的电导率(S cm)，S与溶液的浓度有关。[0028]无极电导传感器3由L1和L2两个相互绝缘的环形电感线圈构成，将其固化在一起，孔是联通的。由于被测溶液是导电的，可以等效为图3所示的电路。液体可看作是具有一定电阻的单匝线圈，在L1线圈通以一个等幅的交流信号，在L2线圈内必然感应出输出信号。输出信号的大小将随着被测液体8电导的大小而变化，从而得到电导值。基于传统无极电导仪的测量原理，电导传感器3周围的溶液可看作是一个闭合回路，等同于一个具有一定电阻的单匝线圈。理论上，中心环的液体测量效率最高，体积V =SL较小。我们发明的关键在于根据电导测量等效性原理，将中心环以外的大量液体用一 条等效的金属导体代替，两端与上下液面接触，形成闭合回路，实现小体积取样电导测量。如图I所示的样品测量室I的另一端接仪器的前置仪表，可以选用市场上销售的厂家自带的配制。为了实现自动化测量，我们对常规的电导仪进行功能的扩充，加入了数据采集单元。数据采集单元选用阿尔泰公司的产品USB5953数据采集卡，具有16位采样位数。数据采集卡的前端，使用光隔离信号调理模块，将电导仪输出的4-20mA电流信号转化为电压信号，光隔离功能避免了前后级信号干扰。数据采集卡通过USB连接线与计算机相连，计算机上使用VC8. 0编写了仪器的FreeAcid VI. 0操作软件，实现电导的数据采集和自动测量功能。由于小取样量无极电导测量仪的探测效率有所降低，必须使用一系列标准电导溶液进行校正，该软件根据校正系数自动修正每次的测量结果。实验例实验条件利用小取样量无极电导分析仪测量不同浓度的硝酸，考察样品酸度与电导的关系，溶液有效高度分别为33mm、53mm。表I酸度与电导的关系
权利要求1.一种小取样量无极电导分析仪，包括电导传感器，样品测量室、前置仪表，其特征在于，前置仪表还与数据采集单元连接，数据采集单元连接在计算机上；电导传感器位于样品测量室内，电导传感器内设置样品瓶。
2.根据权利要求I所述的一种小取样量无极电导分析仪，其特征在于，所述的样品瓶为有机玻璃电导测量杯，杯底为金属材质的密封塞，密封塞与样品测量室底部的外壳相连，杯盖为金属材质，杯盖与样品测量室的上表面接触，杯盖中心设有金属材质螺杆。
3.根据权利要求I所述的一种小取样量无极电导分析仪，其特征在于，所述的样品测量室为金属材质。
4.根据权利要求I所述的一种小取样量无极电导分析仪，其特征在于，所述的数据采集单元为数据采集卡和光隔离信号调理模块。
5.根据权利要求I所述的一种小取样量无极电导分析仪，其特征在于，所述的电导传感器由L1和L2两个相互绝缘的环形电感线圈构成，电感线圈固化在一起，孔是联通的。
6.根据权利要求2所述的一种小取样量无极电导分析仪，其特征在于，所述的杯盖、杯底、螺杆均为不锈钢材质。
7.根据权利要求3所述的一种小取样量无极电导分析仪，其特征在于，所述的样品测量室为不锈钢材质。
专利摘要本实用新型公开了一种小取样量无极电导分析仪，包括电导传感器，样品测量室、前置仪表，前置仪表还与数据采集单元连接，数据采集单元连接在计算机上；电导传感器位于样品测量室内，电导传感器内设置样品瓶。该实用新型提供了一种取样量小、电感器免清洗、能够实现数字化测量的小取样量无极电导分析仪。
文档编号G01R27/22GK202383207SQ20112034966
公开日2012年8月15日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者刘焕良, 吴继宗, 张丽华, 张倩慈, 范德军, 邵少雄, 郑维明, 钱红娟 申请人:中国原子能科学研究院