電導(dǎo)率的測(cè)試裝置和用電設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電導(dǎo)率測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電導(dǎo)率測(cè)試裝置和一種用電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]電導(dǎo)率作為物質(zhì)的重要特性之一，并且以其檢測(cè)原理簡(jiǎn)單、檢測(cè)裝置成本低而被廣泛用于物質(zhì)分類技術(shù)、材料分析技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)控制技術(shù)中。
[0003]相關(guān)技術(shù)中，對(duì)于電導(dǎo)率的檢測(cè)通常是采用伏安特性曲線進(jìn)行分析，具體地，對(duì)測(cè)試電極施加電壓信號(hào)作為激勵(lì)信號(hào)，讀取流經(jīng)測(cè)試電極的電流信號(hào)，根據(jù)上述的電壓信號(hào)和電流信號(hào)確定待測(cè)物的電導(dǎo)率。但是，若采用的直流電壓信號(hào)作為直流激勵(lì)信號(hào)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)試電極的極化；若直接采用交流電壓信號(hào)作為交流激勵(lì)信號(hào)，則對(duì)交流激勵(lì)信號(hào)的幅值和頻率的穩(wěn)定性要求較高，而且會(huì)由于交流激勵(lì)信號(hào)中包含有直流成分造成測(cè)試電極的極化，同時(shí)交流激勵(lì)信號(hào)的測(cè)試結(jié)果并不能很好地兼容于數(shù)字電路，因此不能為用戶提供直觀的電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果。
[0004]因此，如何能夠在避免測(cè)試電極被極化的前提下，準(zhǔn)確地對(duì)物質(zhì)的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試成為亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
[0006]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出了一種能夠在避免測(cè)試電極被極化的前提下，準(zhǔn)確地對(duì)待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出了一種用電設(shè)備。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提出了一種電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，包括:方波發(fā)生源，用于產(chǎn)生方波信號(hào)；第一濾波電路，連接至所述方波發(fā)生源，用于對(duì)所述方波發(fā)生源產(chǎn)生的所述方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到不包含直流成分的正弦信號(hào)，以將所述正弦信號(hào)作為測(cè)試電壓；測(cè)試電極單元，包括一組測(cè)試電極，所述測(cè)試電極單元連接至所述第一濾波電路，用于將所述測(cè)試電壓施加在待測(cè)試介質(zhì)上；電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)流過所述測(cè)試電極單元的電流信號(hào)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)；信號(hào)處理電路，連接至所述電流檢測(cè)電路，用于根據(jù)所述電流檢測(cè)電路輸出的電壓信號(hào)確定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過將第一濾波電路連接至方波發(fā)生源，以對(duì)所述方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，最終獲得不含直流成分的正弦信號(hào)，可以避免相關(guān)技術(shù)中采用直流激勵(lì)信號(hào)，或直接采用未經(jīng)處理的包含有直流成分的交流激勵(lì)信號(hào)而造成電極的極化效應(yīng)；同時(shí)，由于是通過對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理后得到的正弦信號(hào)，因此可以保證施加在電極上的交流激勵(lì)具有穩(wěn)定的幅值和頻率，進(jìn)而可以確保電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0010]此外，本發(fā)明提出的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的成本較低，便于實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的批量生產(chǎn)和應(yīng)用，如應(yīng)用在凈水機(jī)中實(shí)現(xiàn)對(duì)凈水機(jī)水質(zhì)的檢測(cè)，或用于對(duì)電解質(zhì)、肉制品、糧食水分、土壤水分等的測(cè)量。
[0011]另外，根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述信號(hào)處理電路，包括:峰值檢測(cè)電路，連接至所述電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述電流檢測(cè)電路輸出的所述電壓信號(hào)的峰值；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，連接至所述峰值檢測(cè)電路，用于對(duì)所述峰值檢測(cè)電路檢測(cè)到的峰值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，以得到數(shù)字信號(hào)；微處理器，連接至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)確定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過在信號(hào)處理電路中依次設(shè)置峰值檢測(cè)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及微處理器，可以使得測(cè)試得到的電導(dǎo)率值兼容于數(shù)字電路。具體地，通過將模擬信號(hào)量化為數(shù)字信號(hào)，可以使用戶更加直觀地查看測(cè)試的電導(dǎo)率，提升了用戶體驗(yàn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述信號(hào)處理電路，還包括:第二濾波電路，所述峰值檢測(cè)電路通過所述第二濾波電路連接至所述電流檢測(cè)電路，所述第二濾波電路用于對(duì)所述電流檢測(cè)電路輸出的所述電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和降噪處理。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過在電流檢測(cè)電路與峰值檢測(cè)電路之間設(shè)置第二濾波電路，以對(duì)電流檢測(cè)電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，降低了測(cè)試信號(hào)的噪聲和波動(dòng)情況，進(jìn)而可以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述信號(hào)處理電路，還包括:第三濾波電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過所述第三濾波電路連接至所述峰值檢測(cè)電路，所述第三濾波電路用于對(duì)所述峰值檢測(cè)電路輸出的電壓峰值信號(hào)進(jìn)行濾波和降噪處理。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過在峰值檢測(cè)電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置第三濾波電路，以對(duì)峰值檢測(cè)電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，進(jìn)一步地降低了測(cè)試信號(hào)的噪聲和波動(dòng)情況，進(jìn)而也可以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器包括所述方波發(fā)生源。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過將方波發(fā)生源設(shè)置于所述微處理器中，可以通過微處理器對(duì)方波發(fā)生源進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和修改，如微處理器為單片機(jī)，可以由單片機(jī)輸出方波信號(hào)。另外，采用方波發(fā)生源降低了電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的整體成本，具體地，方波信號(hào)最容易獲得正弦信號(hào)的信號(hào)之一，因此，不必采用高昂地設(shè)備來獲取無直流成分的正弦波信號(hào)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器還用于:對(duì)所述方波發(fā)生源產(chǎn)生所述方波信號(hào)的方式進(jìn)行控制。其中，微處理器可以控制方波發(fā)生源持續(xù)產(chǎn)生方波信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試介質(zhì)的持續(xù)測(cè)試，如對(duì)凈水機(jī)水路的電導(dǎo)率進(jìn)行持續(xù)測(cè)試；當(dāng)然，微處理器也可以控制方波發(fā)生源在某一時(shí)刻產(chǎn)生方波信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試介質(zhì)的間斷測(cè)試，即在需要測(cè)試時(shí)才進(jìn)行測(cè)試，如對(duì)土壤水分、肉制品的測(cè)試等。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述微處理器包括:判斷電路，用于判斷確定的所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率是否處于預(yù)設(shè)的電導(dǎo)率范圍內(nèi)；提示電路，連接至所述判斷電路，用于在所述判斷電路判定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率不處于所述預(yù)設(shè)的電導(dǎo)率范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出提示信號(hào)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過在微處理器中設(shè)置判斷電路和提示電路，可以實(shí)現(xiàn)在確定電導(dǎo)率后，根據(jù)電導(dǎo)率和預(yù)設(shè)電導(dǎo)率范圍的比較，來確定電導(dǎo)率所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)狀態(tài)，并且通過將判定結(jié)果提示給用戶，使用戶更加直觀地獲取物質(zhì)狀態(tài)，提升了用戶體驗(yàn)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一濾波電路包括:由帶通濾波器和π型濾波器組合而成的濾波電路。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，通過帶通濾波器和π型濾波器組合而成的濾波電路作為第一濾波電路，有效地獲得了不含直流成分的正弦信號(hào)，進(jìn)而避免了直流信號(hào)造成的電極極化效應(yīng)；并且能夠確保得到正弦信號(hào)具有穩(wěn)定的幅值和頻率，進(jìn)而可以確保電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述正弦信號(hào)為具有單一波形的正弦信號(hào)，或由多個(gè)波形的正弦信號(hào)疊加組成的正弦信號(hào)。具體地，施加在電極上的激勵(lì)信號(hào)可以是單一的正弦信號(hào)，也可以是多正弦信號(hào)同時(shí)進(jìn)行激勵(lì)，以實(shí)現(xiàn)多頻率處的電阻抗信息的獲取。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的實(shí)施例，還提出了一種用于用電設(shè)備，包括:如上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置。用電設(shè)備可以是凈水機(jī)等。
[0027]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0028]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0029]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置中的第一濾波電路的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0031]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置中的電流采樣電路的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0032]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的峰值檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0034]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0035]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電導(dǎo)率的測(cè)試裝置，包括:方波發(fā)生源102，用于產(chǎn)生方波信號(hào)；第一濾波電路104，連接至所述方波發(fā)生源102，用于對(duì)所述方波發(fā)生源102產(chǎn)生的所述方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到不包含直流成分的正弦信號(hào)，以將所述正弦信號(hào)作為測(cè)試電壓；測(cè)試電極單元106，包括一組測(cè)試電極，所述測(cè)試電極單元106連接至所述第一濾波電路104，用于將所述測(cè)試電壓施加在待測(cè)試介質(zhì)上；電流檢測(cè)電路108，用于檢測(cè)流過所述測(cè)試電極單元106的電流信號(hào)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)；信號(hào)處理電路112，連接至所述電流檢測(cè)電路108，用于根據(jù)所述電流檢測(cè)電路108輸出的電壓信號(hào)確定所述待測(cè)試介質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0037]通過將第一濾波電路104連接至方波發(fā)生源102，以對(duì)所述方波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，最終獲得不含直流成分的正弦信號(hào)，可以避免相關(guān)技術(shù)中采用直流激勵(lì)信號(hào)，或直接采用未經(jīng)處理的包含有直流成分的交流激勵(lì)信號(hào)而造成電極的極化效應(yīng)；同時(shí)，由于是通過對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行濾