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专利号: 2018112275747
申请人: 张家港江苏科技大学产业技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水质电导率检测系统,其特征在于,包括主控模块、阻抗转换模块、温度检测模块及电导率检测模块,所述主控模块中存储有所述电导率检测模块在不同检测量程下的校准系数,所述阻抗转换模块切换所述电导率检测模块的检测量程以使所述电导率检测模块在最佳检测量程下检测一水体的电导率,且所述主控模块根据所述电导率检测模块在所述最佳检测量程下的测量幅值、所述最佳检测量程对应的校准系数及所述温度检测模块检测到的温度值以得到所述水体在标准温度下的电导率。

2.如权利要求1所述的水质电导率检测系统,其特征在于,所述校准系数包括增益系数GFx、系统失调系数Nosx及电导校正系数Cx,根据以下公式得到所述水体在标准温度下的电导率γ':γ=(Nx-Nosx)×GFx

其中,Nx为所述电导率检测模块的水质电导率测量幅值;t为所述温度检测模块检测到的水质温度值;γ为测量电导率;K、β分别为所述电导率检测模块为电极系数和电导温度常数。

3.如权利要求2所述的水质电导率检测系统,其特征在于,所述水质电导率检测系统还包括通信隔离模块及电源隔离模块,所述通信隔离模块位于一上位机与所述主控模块之间并进行通信隔离,所述电源隔离模块隔离一电源转换模块提供的电压并将其转换为工作电压为所述主控模块、阻抗转换模块、温度检测模块、电导率检测模块及通信隔离模块供电。

4.如权利要求3所述的水质电导率检测系统,其特征在于,所述电源转换模块包括一级转换电路和二级转换电路,所述电源隔离模块包括一级隔离模块和二级隔离模块,所述一级转换电路和所述二级转换电路分别将一直流电压转换为第一电压信号和第二电压信号,所述一级隔离模块和所述二级隔离模块分别将第一电压信号和第二电压信号转换为第一隔离信号和第二隔离信号。

5.如权利要求1所述的水质电导率检测系统,其特征在于,所述阻抗转换模块包括阻抗通道选择电路及放大比较电路,所述阻抗通道选择电路用于切换校准接入电阻和测量接入通道,并通过所述放大比较电路将所述电导率检测模块的阻抗测量信号输入所述主控模块中。

6.一种水质电导率检测方法,其特征在于,包括:

S1:提供如权利要求1-5中任一项所述的水质电导率检测系统;

S2:所述主控模块接收校准指令后进入校准模式,所述阻抗转换模块选择阻抗通道切换各量程下校准接入电阻,校准接入电阻的阻值对应所述电导率检测模块的检测量程,所述主控模块根据所述电导率检测模块在各检测量程下的测量幅值获取每个所述检测量程下所述电导率检测模块的校准系数并保存;

S3:所述主控模块接收数据采集指令后进入数据采集模式,所述电导率检测模块从所述检测量程由小及大的顺序检测所述水体的电导率,直至所述电导率检测模块的测量幅值不溢出,并将此时的检测量程作为最佳检测量程;

S4:所述温度检测模块检测所述水体的温度;

S5:所述主控模块根据所述电导率检测模块在所述最佳检测量程下的测量幅值、所述最佳检测量程对应的校准系数及所述温度检测模块检测到的温度值以得到所述水体在标准温度下的电导率。

7.如权利要求6所述的水质电导率检测方法,其特征在于,所述阻抗转换模块包括阻抗通道选择电路及放大比较电路,以及,所述主控模块根据所述电导率检测模块在各检测量程下的测量幅值获取每个所述检测量程下所述电导率检测模块的校准系数的步骤包括:S21:阻抗通道选择电路将阻值为R11的校准接入电阻接入所述放大比较电路的反馈通道中,将阻值为R21的校准接入电阻接入所述放大比较电路的反向输入通道中,所述电导率检测模块获取参考信号为YL1时的测量幅值NL1;继续将阻值为R22的校准接入电阻接入所述放大比较电路的反向输入通道中,所述电导率检测模块获取参考信号为YH1时的测量幅值NH1,以得到最小检测量程Q1的校准系数;

S22:将阻值为R1x的校准接入电阻接入所述放大比较电路的反馈通道中,将阻值为R2x的校准接入电阻接入所述放大比较电路的反向输入通道中,所述电导率检测模块获取参考信号为YLx时的测量幅值NLx;继续将阻值为R2(x+1)的校准接入电阻接入所述放大比较电路的反向输入通道中,所述电导率检测模块获取参考信号为YH1时的测量幅值NH1,以得到检测量程Qx的校准系数;

S23:令x=(x+1)并执行步骤S22,直至获取所有所述检测量程Q的校准系数。

8.如权利要求7所述的水质电导率检测方法,其特征在于,所述校准系数包括增益系数GFx、系统失调系数Nosx及电导校正系数Cx,以及,通过以下公式得到每个所述检测量程的校准系数:Nosx=Nx-YHx/GFx;

9.如权利要求7所述的水质电导率检测方法,其特征在于,阻值R1x与阻值R2x相等,且阻值R1x与阻值R2x均随x的增大而增大。

10.如权利要求9所述的水质电导率检测方法,其特征在于,每个所述校准接入电阻的精度均大于等于千分之一。