基于串聯(lián)諧振的電容耦合式非接觸電導測量系統(tǒng)設計.pdf

1、電容耦合式非接觸電導測量技術(shù)(capacitively coupled contactless conductivitydetection C4D)是一種新的電導測量技術(shù),具有非接觸、結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性好等優(yōu)點,但目前主要用于毛細管道尺度下的電導測量,在過程工業(yè)控制中還未得到很好的應用。本文旨在研究一種新的C4D方法,在常規(guī)口徑管道尺度下,提高C4D系統(tǒng)的測量范圍和靈敏度,為C4D技術(shù)在過程工業(yè)中的應用奠定基礎。本文的主要工作概括如下:<

2、br>　　 (1)基于電路串聯(lián)諧振時,感抗與容抗相消,電路呈純阻性的原理,提出了一種基于串聯(lián)諧振的C4D新方法。該方法通過在激勵電極與函數(shù)信號發(fā)生器之間串聯(lián)電感模塊,消除電極-絕緣管壁-導電液體形成的耦合電容對溶液電導率測量的影響,使檢測電極的交流電壓信號能夠非常好的跟隨溶液電導率的變化,相較于現(xiàn)有的C4D技術(shù),大幅度提高了測量范圍、分辨率和線性度。
　　 (2)為了解決基于串聯(lián)諧振的C4D系統(tǒng)兩電極之間通過空氣耦合電容的影響

3、,研究并設計了兩種不同屏蔽結(jié)構(gòu)的C4D傳感器,并根據(jù)計算與實驗討論了單屏蔽系統(tǒng)和雙屏蔽系統(tǒng)的優(yōu)缺點。雙層屏蔽結(jié)構(gòu)傳感器從原理上消除了兩電極之間通過空氣耦合電容的影響,但傳感器結(jié)構(gòu)較為復雜,對硬件要求比較高。單屏蔽結(jié)構(gòu)傳感器雖然采用了近似假設,然而其結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,并且在較大管徑下效果與雙屏蔽結(jié)構(gòu)相當。
　　 (3)設計了一套完整的工業(yè)實用型C4D系統(tǒng),對其總體構(gòu)架、連接件工藝等進行了特殊的設計以滿足工業(yè)現(xiàn)場的要求,并解決了該