專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電導(dǎo)率傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電導(dǎo)率傳感器，尤其涉及一種利用集成芯片實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率傳感器的智能自動(dòng)補(bǔ)償，可用于石油鉆探過(guò)程中泥漿電導(dǎo)率的檢測(cè)，也適用于其他領(lǐng)域的流體電導(dǎo)率的測(cè)量。屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
流體的電導(dǎo)率不僅取決于單位容積上的導(dǎo)電粒子的數(shù)量，還取決于流體的溫度，溫度越高，導(dǎo)電粒子的活性越強(qiáng)，流體的電導(dǎo)率值越大；溫度變低，導(dǎo)電粒子的活性減弱，流體的電導(dǎo)率值變小。工程上為了規(guī)范，將流體25℃時(shí)的實(shí)時(shí)電導(dǎo)率值稱(chēng)為該流體的電導(dǎo)率值。
目前，感應(yīng)式電導(dǎo)率傳感器一般采用以下兩種補(bǔ)償模型1)C25＝K×Ut/R實(shí)式中C25表示流體25℃時(shí)的電導(dǎo)率值，ms/cm；Ut表示對(duì)應(yīng)于不同的溫度，系統(tǒng)調(diào)制出的對(duì)應(yīng)于該溫度的正弦波的幅值(該正弦波發(fā)射給初級(jí)線圈)，V；R實(shí)表示流體對(duì)應(yīng)于實(shí)時(shí)溫度的等效電阻(等效電阻與探頭物理形狀有關(guān))，KΩ；K表示系統(tǒng)的放大系數(shù)，cm/V。
傳統(tǒng)的感應(yīng)式電導(dǎo)率傳感器由模擬電路組成，多采用該補(bǔ)償模型。為了克服R實(shí)相對(duì)于溫度的非線性，多采用多電阻擬合的方式，這樣勢(shì)必限制了測(cè)量精度，也給產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)試帶來(lái)不便。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是發(fā)明一種測(cè)量精度高的電導(dǎo)率傳感器。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種電導(dǎo)率傳感器，包括探頭、電源電路、振蕩分頻電路、驅(qū)動(dòng)電路、預(yù)放、解調(diào)器、濾波放大、輸出電路、顯示驅(qū)動(dòng)、鍵盤(pán)，電源電路與振蕩分頻電路、驅(qū)動(dòng)電路、預(yù)放、解調(diào)器、濾波放大串聯(lián)，其特征在于，在傳感器中設(shè)有ADuC816集成塊，ADuC816集成塊分別與電源電路、濾波放大、輸出電路、顯示驅(qū)動(dòng)、鍵盤(pán)連接。
所述的ADuC816集成塊為ADI公司的ADuc816數(shù)字信號(hào)處理單元。
對(duì)于濃度確定的流體，它的實(shí)時(shí)電導(dǎo)率值與25℃時(shí)的電導(dǎo)率值存在以下的函數(shù)關(guān)系C25+dT＝C25(1+αdT)式中C25+dT表示流體實(shí)時(shí)的電導(dǎo)率值，ms/cm；C25表示流體25℃時(shí)的電導(dǎo)率值，ms/cm；α表示流體的溫度系數(shù)，對(duì)于泥漿而言，其溫度系數(shù)一般在0.0191～0.0250/℃；dT表示流體實(shí)時(shí)的溫度與25℃的差溫，即(t-25)℃。
因而，電導(dǎo)率傳感器要實(shí)現(xiàn)通過(guò)測(cè)量流體實(shí)時(shí)的溫度和電導(dǎo)率值，換算出流體25℃下的電導(dǎo)率值。該模型的優(yōu)點(diǎn)是將實(shí)時(shí)電導(dǎo)率值和實(shí)時(shí)溫度的測(cè)量模塊分開(kāi)便于電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，而且便于通過(guò)軟件修正達(dá)到極高的測(cè)量精度。
本實(shí)用新型利用集成芯片，發(fā)明基于“C25＝C25+dt/(1+αdT)”補(bǔ)償函數(shù)實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率傳感器的智能自動(dòng)補(bǔ)償。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高。


圖1為一種電導(dǎo)率傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例如圖1所示，為一種電導(dǎo)率傳感器結(jié)構(gòu)示意圖，所述的電導(dǎo)率傳感器由探頭1、電源電路2、振蕩分頻電路3、驅(qū)動(dòng)電路4、預(yù)放5、解調(diào)器6、濾波放大7、ADuC816集成塊8、輸出電路9、顯示驅(qū)動(dòng)10、鍵盤(pán)11組成。
電源電路2與振蕩分頻電路3、驅(qū)動(dòng)電路4、預(yù)放5、解調(diào)器6、濾波放大7串聯(lián)，ADuC816集成塊8分別與電源電路2、濾波放大7、輸出電路9、顯示驅(qū)動(dòng)10、鍵盤(pán)11連接。
所述的ADuC816集成塊8為ADI公司的ADuc816數(shù)字信號(hào)處理單元。該芯片集成了兩路增益可編程的16位高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器，一路12位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。并提供了便捷的I2C接口，方便地實(shí)現(xiàn)與集成I2C接口的顯示驅(qū)動(dòng)的通訊。
工作時(shí)，將環(huán)形探頭1與驅(qū)動(dòng)電路4和預(yù)放5連接，電源電路2實(shí)現(xiàn)24VDC轉(zhuǎn)換成各電路所需的電壓，振蕩分頻電路3通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路4發(fā)射一個(gè)定幅度、定頻率的交流信號(hào)給環(huán)形探頭1初級(jí)，針對(duì)不同電導(dǎo)率的液體，探頭1次級(jí)將感應(yīng)到對(duì)應(yīng)幅值的同頻率信號(hào)，經(jīng)過(guò)預(yù)放5、解調(diào)器6、濾波放大7及ADuC816集成塊8的運(yùn)算處理得到對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，同時(shí)取對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)溫度的電壓信號(hào)，將兩種信號(hào)分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并基于“C25＝C25+dt/(1+αdT)”補(bǔ)償函數(shù)計(jì)算25℃下的實(shí)時(shí)電導(dǎo)率值，由顯示驅(qū)動(dòng)10送LCD顯示該值，同時(shí)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換和4～20mA輸出電路9轉(zhuǎn)換為4～20mA信號(hào)輸出。
權(quán)利要求1.一種電導(dǎo)率傳感器，包括探頭(1)、電源電路(2)、振蕩分頻電路(3)、驅(qū)動(dòng)電路(4)、預(yù)放(5)、解調(diào)器(6)、濾波放大(7)、輸出電路(9)、顯示驅(qū)動(dòng)(10)、鍵盤(pán)(11)，電源電路(2)與振蕩分頻電路(3)、驅(qū)動(dòng)電路(4)、預(yù)放(5)、解調(diào)器(6)、濾波放大(7)串聯(lián)，其特征在于，在傳感器中設(shè)有ADuC816集成塊(8)，ADuC816集成塊(8)分別與電源電路(2)、濾波放大(7)、輸出電路(9)、顯示驅(qū)動(dòng)(10)、鍵盤(pán)(11)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電導(dǎo)率傳感器，其特征在于，所述的ADuC816集成塊(8)為ADI公司的ADuc816數(shù)字信號(hào)處理單元。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種電導(dǎo)率傳感器，包括探頭、電源電路、振蕩分頻電路、驅(qū)動(dòng)電路、預(yù)放、解調(diào)器、濾波放大、輸出電路、顯示驅(qū)動(dòng)、鍵盤(pán)，電源電路與振蕩分頻電路、驅(qū)動(dòng)電路、預(yù)放、解調(diào)器、濾波放大串聯(lián)，其特征在于，在傳感器中設(shè)有ADuC816集成塊，ADuC816集成塊分別與電源電路、濾波放大、輸出電路、顯示驅(qū)動(dòng)、鍵盤(pán)連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是利用集成芯片、補(bǔ)償函數(shù)實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率傳感器的智能自動(dòng)補(bǔ)償，測(cè)量精度高。
文檔編號(hào)G01R27/22GK2874516SQ20052004730
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者袁建新, 邱善樂(lè) 申請(qǐng)人:上海神開(kāi)科技工程有限公司