專利名稱：探測(cè)能夠電分解的液體存在及其濃度的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)定液體存在及其濃度的方法與裝置，具體地說(shuō)，是涉及探測(cè)能夠電分解的液體存在及其濃度的方法與裝置。
背景技術(shù)：
關(guān)于液體的存在和濃度的探測(cè)方法可以有許多化學(xué)、物理或機(jī)械的辦法，所有這些方法中，采用測(cè)量電阻或電容的辦法最為簡(jiǎn)便可靠，這只需要兩根導(dǎo)線即可組成一個(gè)傳感器來(lái)探測(cè)液體是否存在或者液體的某些物理化學(xué)特性，比如濃度等等。但是對(duì)于某些容易電分解的液體，比如水或者水溶液，這種方法就行不通。這是因?yàn)橹灰须娢徊钭饔迷诓逶谒锩娴膬蓚€(gè)導(dǎo)體(電極)，水就會(huì)分解成易燃易爆的氫氣和氧氣。不僅如此，由于液體的分解而形成電池或電容現(xiàn)象反過(guò)來(lái)又影響了電阻值的測(cè)量。正因?yàn)槿绱?，人們至今為止沒(méi)有采用兩個(gè)電極這種簡(jiǎn)單、可靠而又經(jīng)濟(jì)的辦法來(lái)探測(cè)水或者水溶液這類能夠電分解的液體的存在或濃度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種探測(cè)能夠電分解的液體存在的方法。本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種探測(cè)能夠電分解的液體濃度的方法本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電分解所帶來(lái)的問(wèn)題，本發(fā)明采用瞬態(tài)供電測(cè)量法，在兩
個(gè)導(dǎo)體或電極加上很短時(shí)間的電位差，這樣使得電分解效果可以忽略不計(jì)，從而達(dá)到可以使用兩個(gè)電極(導(dǎo)體)就能夠探測(cè)某些液體，比如水或水溶液的存在或者其濃度。本發(fā)明要解決的又一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種能探測(cè)能夠電分解的液體存在和濃度的裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種探測(cè)能夠電分解的液體的存在和液體濃度的裝置，包含
1)至少兩個(gè)導(dǎo)體作為電極或探頭，和
2)至少一個(gè)測(cè)量電路，該電路包含至少一個(gè)可控電源和至少一個(gè)測(cè)量裝置，該電路向上述電極供電為間斷的瞬時(shí)的，與供電同步或者以某個(gè)時(shí)間差該測(cè)量裝置測(cè)量上述電極之間某些電磁性能，比如導(dǎo)電性能。
進(jìn)一步地，本發(fā)明一種探測(cè)能夠電分解的液體的存在和液體濃度的裝置，包含
1)至少兩個(gè)導(dǎo)體作為電極或探頭，和
2)至少一個(gè)測(cè)量電路，該電路包含至少一個(gè)可控電源和至少一個(gè)測(cè)量電磁性能的裝
置；
3)所述可控電源的正、負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線分別和電極或探頭連接；
4)所述測(cè)量電路通過(guò)導(dǎo)線分別和電極或探頭連接； 所述可控電源為間斷的或脈沖的瞬時(shí)供電電源。
進(jìn)一步地，所述測(cè)量電路包括電阻和電壓計(jì)，所述電阻和電壓計(jì)并聯(lián)，并設(shè)置在可控電源負(fù)極與探頭之間的導(dǎo)線上。進(jìn)一步地，所述電極或探頭與導(dǎo)線的連接處外設(shè)有絕緣體；在電極或探頭用于測(cè)量導(dǎo)電性能良好的管道內(nèi)液體存在或濃度時(shí)，連接處外設(shè)有絕緣體可以防止電極或探頭與管道之間通電。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種利用上述裝置探測(cè)能夠電分解的液體的存在的方法，包括如下步驟
探測(cè)液體存在方法，采用間斷(交變或脈沖)的瞬間的供電并在供電的那一瞬間通過(guò)測(cè)量電極(探頭)之間電磁性能來(lái)探測(cè)液體是否在電極之間存在。進(jìn)一步地，一種利用上述裝置探測(cè)能夠電分解的液體的存在的方法，包括如下步驟
1)將至少兩個(gè)電極或探頭置于需要探測(cè)液體存在的區(qū)域；
2)通過(guò)可控電源向電極或探頭間進(jìn)行間斷的或脈沖的瞬間供電；
3)在可控電源供電的瞬間，通過(guò)測(cè)量電磁性能的裝置來(lái)測(cè)量電極或探頭之間的電阻。 通過(guò)電阻的數(shù)值變化即可探測(cè)電極或探頭間的液體是否存在。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種利用上述裝置探測(cè)能夠電分解的液體濃度的方法， 包括如下步驟
采用間斷(交變或脈沖)的瞬間的供電并在供電的那一瞬間通過(guò)測(cè)量電極(探頭)之間電磁性能來(lái)探測(cè)電極之間液體的某些物理化學(xué)性質(zhì)比如濃度。進(jìn)一步地，一種利用上述裝置探測(cè)能夠電分解的液體濃度的方法，包括如下步驟
1)將至少兩個(gè)電極或探頭置于需要探測(cè)液體濃度的區(qū)域；
2)通過(guò)可控電源向電極或探頭間進(jìn)行間斷的或脈沖的瞬間供電；
3)在可控電源供電的瞬間，通過(guò)測(cè)量電磁性能的裝置來(lái)測(cè)量電極或探頭之間的電容性能。通過(guò)電容性能的數(shù)值變化即可探測(cè)電極或探頭間的液體濃度。綜上所述，本發(fā)明的裝置利用兩根導(dǎo)體(電極或探頭)來(lái)測(cè)量這兩個(gè)電極之間某些導(dǎo)電導(dǎo)磁參數(shù)，比如電阻、電容性能等，來(lái)探測(cè)液體是否在這兩個(gè)電極之間存在，如果存在是什么液體，其濃度如何等。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在這兩個(gè)電極上加上一個(gè)持續(xù)時(shí)間很短的瞬時(shí)電壓或電流而不是一個(gè)持續(xù)的電流或電壓。
采用上述探測(cè)辦法可以使得探測(cè)液體存在或其濃度的成本大為下降，體積大為縮小，可靠性也大為增加。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是一個(gè)示意圖，顯示一個(gè)液體傳感器的基本結(jié)構(gòu)樣板。
圖2是一個(gè)示意圖，顯示一個(gè)液體傳感器的基本結(jié)構(gòu)樣板。圖3是一個(gè)示意圖，顯示一個(gè)電阻測(cè)量電路。以上所有圖中數(shù)字所代表的部件名稱解釋如下
800電極(導(dǎo)體)802電線804不導(dǎo)電的管道(比如塑料管道)810液體820絕緣體830電阻832可控電源836電壓計(jì)
具體實(shí)施例方式示意圖1顯示本專利，即液體傳感器的的一種形式。在這個(gè)形式中，兩根導(dǎo)體800 作為兩個(gè)電極插入一個(gè)不導(dǎo)電的管道804內(nèi)。這兩根電極通過(guò)電線802接通一個(gè)電源和測(cè)量電路。當(dāng)這段管道沒(méi)有液體810存在時(shí)，兩個(gè)電極之間的電阻為無(wú)窮大，即斷路。當(dāng)這兩個(gè)電極之間有液體810存在而且該液體810有一定導(dǎo)電性能時(shí)，通過(guò)測(cè)量電極之間的電阻變化即可判斷液體是否存在于這兩個(gè)電極之間。當(dāng)兩個(gè)電極靠得足夠近時(shí)，可以產(chǎn)生電容效應(yīng)。通過(guò)測(cè)量電極之間電介常數(shù)可以測(cè)量該液體某些物理化學(xué)性能，比如濃度。在某些應(yīng)用中，比如需要在一個(gè)很長(zhǎng)的管道上探測(cè)液體流到某個(gè)地方，則需要在該管道上安裝一系列的多個(gè)探頭(電極)。示意圖2顯示本專利的另一種形式，這種形式適用于導(dǎo)電性能良好的管道804，此時(shí)，在電極800和管道804之間需要有絕緣體820將兩者分隔開。示意圖3中顯示一個(gè)測(cè)量電路的樣板用于測(cè)量電極800之間的電阻，此時(shí)需要一個(gè)電橋來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)樣板中，需要一個(gè)電阻830來(lái)形成單臂電橋、一個(gè)可控電源832和一個(gè)電壓計(jì)836。按圖中所示電路，電極之間沒(méi)有液體810存在時(shí)，電路斷開，電壓計(jì)836測(cè)到零電壓。電極之間有液體810存在時(shí)，電路閉合，電壓計(jì)836測(cè)到一個(gè)由電極800之間阻值與電阻830的比例所確定的電壓值。同樣類似的電路也可以用于測(cè)量電極之間的電介質(zhì)性能并用此來(lái)計(jì)算電極之間液體的濃度或其他物理化學(xué)性能。在以上應(yīng)用中，一個(gè)十分重要的也是本專利的核心要點(diǎn)是電源836給電極800供電是瞬時(shí)的斷續(xù)的或者是交變的(或極性相反的脈沖)，而不是連續(xù)持久直流電流或電壓， 在電極800通電的瞬間獲得讀數(shù)，即供電與獲得讀書需要同步進(jìn)行或者以某個(gè)時(shí)間差進(jìn)行。持久的供電不僅會(huì)導(dǎo)致過(guò)量液體分解，還會(huì)由于電池或電容效應(yīng)使得這種方法失效。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，采用這種辦法探測(cè)液體的存在或濃度，由于電池或電容(電介)效應(yīng)，在得到一個(gè)讀數(shù)后需要較長(zhǎng)一段時(shí)間的間隔才能得到下一個(gè)讀書。如果需要在某段時(shí)間連續(xù)測(cè)量讀書時(shí)，則要采用交變電源，即每一個(gè)測(cè)量需要采用與上一個(gè)測(cè)量相反極性的電源。無(wú)論是連續(xù)測(cè)量還是斷續(xù)測(cè)量，總的通電時(shí)間需要盡量縮短以避免過(guò)量液體分解。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，在通電時(shí)間足夠短的情況下，液體的分解、電池和電容效應(yīng)都十分微弱，這類傳感器工作十分理想，達(dá)到預(yù)期效果并且對(duì)于液體及承載、輸送液體的系統(tǒng)不產(chǎn)生任何不良影響。
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本文所述僅是本發(fā)明的一種形式。而本項(xiàng)發(fā)明卻包括了多種不同的變化形式。每一項(xiàng)具體細(xì)節(jié)可以有無(wú)限多種不同的形式，組合或安排，本文沒(méi)有贅述。任何對(duì)本發(fā)明的改動(dòng)或采用不同方式，方法的組合與安排，其結(jié)果也仍屬于本項(xiàng)發(fā)明范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.探測(cè)能夠電分解的液體存在和液體濃度的裝置，其特征在于，它包含至少兩個(gè)導(dǎo)體作為電極或探頭，和至少一個(gè)測(cè)量電路，該電路包含至少一個(gè)可控電源和至少一個(gè)測(cè)量裝置，該電路向上述電極供電為間斷的瞬時(shí)的，與供電同步或者以某個(gè)時(shí)間差該測(cè)量裝置測(cè)量上述電極之間某些電磁性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)能夠電分解的液體存在和液體濃度的裝置，其特征在于，它包含至少兩個(gè)導(dǎo)體作為電極或探頭，和至少一個(gè)測(cè)量電路，該電路包含至少一個(gè)可控電源和至少一個(gè)測(cè)量電磁性能的裝置；所述可控電源的正、負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線分別和電極或探頭連接；所述測(cè)量電路通過(guò)導(dǎo)線分別和電極或探頭連接；所述可控電源為間斷的或脈沖的瞬時(shí)供電電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的探測(cè)能夠電分解的液體存在和液體濃度的裝置，其特征在于所述測(cè)量電路包括電阻和電壓計(jì)，所述電阻和電壓計(jì)并聯(lián)，并同時(shí)設(shè)置在可控電源負(fù)極與探頭之間的導(dǎo)線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的探測(cè)能夠電分解的液體存在和液體濃度的裝置，其特征在于所述電極或探頭與導(dǎo)線的連接處外設(shè)有絕緣體。
5.一種利用上述權(quán)利要求1-4中任意裝置探測(cè)能夠電分解的液體存在的方法，其特征在于，包括如下步驟采用間斷、交變或脈沖的瞬間的供電并在供電的那一瞬間通過(guò)測(cè)量電極或探頭之間電磁性能來(lái)探測(cè)液體是否在電極之間存在。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的探測(cè)能夠電分解的液體存在的方法，其特征在于，包括如下步驟1)將至少兩個(gè)電極或探頭置于需要探測(cè)液體存在的區(qū)域；2)通過(guò)可控電源向電極或探頭間進(jìn)行間斷的、交變的或脈沖的瞬間供電；3)在可控電源供電的瞬間，通過(guò)測(cè)量電磁性能的裝置來(lái)測(cè)量電極或探頭之間的電阻； 通過(guò)電阻的數(shù)值變化即可探測(cè)電極或探頭間的液體是否存在。
7.一種利用上述權(quán)利要求1-4中任意裝置探測(cè)能夠電分解的液體濃度的方法，其特征在于，包括如下步驟采用間斷、交變或脈沖的瞬間的供電并在供電的那一瞬間通過(guò)測(cè)量電極或探頭之間電磁性能來(lái)探測(cè)電極之間液體的濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探測(cè)能夠電分解的液體濃度的方法，其特征在于，包括如下步驟1)將至少兩個(gè)電極或探頭置于需要探測(cè)液體濃度的區(qū)域；2)通過(guò)可控電源向電極或探頭間進(jìn)行間斷的、交變的或脈沖的瞬間供電；3)在可控電源供電的瞬間，通過(guò)測(cè)量電磁性能的裝置來(lái)測(cè)量電極或探頭之間的電容性能；通過(guò)電容性能的數(shù)值變化即可探測(cè)電極或探頭間的液體濃度。
全文摘要
本發(fā)明公開了探測(cè)能夠電分解的液體存在及其濃度的方法與裝置利用至少兩個(gè)電極并在電極之間施加瞬時(shí)的間斷的電位差，與供電同步或以某個(gè)時(shí)間差來(lái)測(cè)量該電極之間的電磁性能，并由此來(lái)判斷液體是否在電極之間存在，如果存在，計(jì)算出該液體的某些物理化學(xué)性質(zhì)，比如濃度等。采用這個(gè)辦法可以使得液體傳感器的成本大為下降，體積大為縮小，可靠性也大為增加。
文檔編號(hào)G01N27/22GK102162805SQ20111000042
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者李平 申請(qǐng)人:張英梅