工业流通式低电导电极石墨传感器的制作方法

本发明属于电导电极技术领域，尤其涉及一种工业流通式低电导电极石墨传感器，专门用于检测低电导率的电解质溶液的电导率。

背景技术：

电导率是电解质溶液的一个基本电化学参数。目前，对电导率的测量以使用电极电导率法最为广泛。传统两电导电极由一对平板电极或圆柱组成，他们大多采用金属材料，并且要备有采样槽。但是，用金属采样槽存在漏电问题，用塑料采样槽又存在屏蔽问题，从而导致电导率的测量精度较低。而现有四电极、五电极、七电极结构复杂，特别在制造低电极常数电极时，通过减少电极测量距离有安装精度限制与制作困难，而增大导电面积又直接导致制作成本大大增加。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种测量精度高、结构简单的工业流通式低电导电极石墨传感器。

工业流通式低电导电极石墨传感器，包括内石墨电极、外石墨电极、隔离柱、外电极接线柱、内电极接线柱、导流管和温度探头，内石墨电极嵌套入外石墨电极内，内石墨电极的外表面和外石墨电极的内表面之间存在环隙，绝缘且耐腐蚀的隔离柱安装在外石墨电极、内石墨电极之间的环隙，外石墨电极、隔离柱、内石墨电极同轴安装，隔离柱和外石墨电极、内石墨电极之间均为密封连接，内石墨电极伸出隔离柱的上端面的一段上安装有温度探头和内电极接线柱，外石墨电极的外表面安装有外电极接线柱，导流管插入式安装在外石墨电极的外表面且导流管和环隙相连通，导流管和外石墨电极在外石墨电极的内表面的交接处位于隔离柱的下端面以下。采用这种结构，测量低电导率的电解质溶液的电导率的精度更高，结构简单，耐腐蚀且耐用。

优选的，导流管垂直安装于外石墨电极的外表面或导流管向上倾斜安装于外石墨电极的外表面。采用这种结构，保证了导流管在和外石墨电极的内表面的交接处处于受检测的流体在检测通道中的最高点，因此液体和气体能在检测通道内流动顺畅。

优选的，隔离柱的下端面为斜面，斜面的高度差等于导流管的直径。隔离柱的下端面和水平面的角度约为18度。采用这种结构，即使液体流出也不会产生较大的扰动。

优选的，外石墨电极为石墨管，内石墨电极为石墨柱，隔离柱为绝缘、耐腐蚀的塑料管，石墨管、塑料管、石墨柱同轴安装，内石墨电极的下端面和外石墨电极的下端面齐平，隔离柱的上端面和外石墨电极的上端面齐平，内石墨电极的上端伸出隔离柱的上端面。采用这种结构，取材容易，安装简单，且检测通道较长从而满足测量要求。

优选的，温度探头安装在内石墨电极的上端的顶面，在内石墨电极伸出隔离柱的上端面的一段的外圆柱面上安装内电极接线柱。采用这种结构，外接其他组件的线容易区分，接线简单。

优选的，温度探头的型号为lm35dz。采用这种结构，精度高且功耗低。

优选的，还包括内螺纹接管和y型过滤器，内螺纹接管的上端和外石墨电极的下端相连接，y型过滤器和内螺纹接管的下端相连接。采用这种结构，y型过滤器能过滤掉液体中的杂质，防止结垢，增加工作时间，过滤器容易拆卸、安装、清洗。

优选的，隔离柱和内石墨电极、外石墨电极之间均采用耐腐蚀的胶水密封连接。所采用的耐腐蚀的胶水为树脂胶水，具体型号为蓝田9940耐温ab胶，特点耐高温、高防水、坚固胶层，40分钟快速固化，耐温-59～280度，耐水耐油、耐酸碱。采用这种结构，能轻易、牢固地将隔离柱安装在内石墨电极、外石墨电极之间，制作简单，且成本低廉、容易控制。

优选的，隔离柱和导流管均由聚四氟乙烯材料制成。采用这种结构，耐腐蚀且绝缘，可以防止流体腐蚀和污垢沉积。

优选的，还包括外壳装置、与温度探头相连的温度探头电缆及与内、外电极接线柱相连的电极电缆，外壳装置为金属材质，且外壳装置接地，外壳装置包括上盖板、下盖板、左盖板、右槽板，内石墨电极、外石墨电极、隔离柱、外电极接线柱、内电极接线柱、导流管均安装于右槽板内，温度探头电缆和电极电缆从安装在右槽板上方的上盖板的出线孔伸出，导流管从右槽板的出管孔伸出，y型过滤器穿过安装在右槽板下方的下盖板上的进管孔和内螺纹接头的下端相连接，左盖板安装在右槽板的左方。采用这种结构，能保护内石墨电极和外石墨电极，提高装置的抗干扰能力。

本发明的优点：

1、内石墨电极嵌套入外石墨电极，并在环隙中安装聚四氟乙烯制成的隔离柱从而将畅通的环隙堵住，在外石墨电极上安装和环隙相连通的导流管，从而形成检测通道，因此结构简单、测量也简单，且测量精度高。

2、外石墨电极下方安装有y型过滤器，在流体进入环隙前，先经过y型过滤器过滤，因此能过滤掉检测液体中的杂质，防止结垢，增加工作时间，并且过滤器容易拆卸、安装、清洗。

3、将导流管垂直于外石墨电极的外圆柱面安装或向上倾斜安装于外石墨电极的外圆柱面，保证了导流管在和外石墨电极的内表面的交接处处于受检测的流体在检测通道中的最高点，因此液体和气体能在检测通道内流动顺畅。

4、隔离柱的下端面为斜面，斜面的高度差等于导流管的直径，因此即使液体流出也不会产生较大的扰动，保证测量过程的稳定和精准。

5、内石墨电极、外石墨电极安装在接地的金属外壳装置内，因此能保护内石墨电极和外石墨电极，提高装置的抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明实施例不包括外壳装置的剖面示意图。

图2是本发明实施例不包括外壳装置的透视示意图。

图3是本发明实施例的装配示意图。

其中，1为温度探头，2为内石墨电极，3为内电极接线柱，4为隔离柱，5为外石墨电极，6为外电极接线柱，7为内螺纹接管，8为y型过滤器，9为导流管，10为上盖板，11为右槽板，12为下盖板，13为左盖板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的具体说明。

如图1，工业流通式低电导电极石墨传感器，包括内石墨电极、外石墨电极、隔离柱、外电极接线柱、内电极接线柱、导流管、内螺纹接管、y型过滤器和温度探头。外石墨电极为石墨管，内石墨电极为石墨柱，内石墨电极的外径小于外石墨电极的内径，内石墨电极较外石墨电极长。内石墨电极嵌套入外石墨电极内，内石墨电极的外表面和外石墨电极的内表面之间存在环隙，内石墨电极的下端面和外石墨电极的下端面齐平，内石墨电极的上端从石墨管的上端中伸出，内石墨电极的上端面较外石墨电极的上端面高出一截。内石墨电极、外石墨电极均采用不透性石墨材料。本实施例中，隔离柱较短，隔离柱为由聚四氟乙烯制成的塑料管，塑料管的内径和石墨柱的外径相等，塑料管的外径和石墨管的内径相等，且隔离柱的下端面为斜面，斜面的高度差等于导流管的直径，隔离柱的上端面为平面。隔离柱安装在内石墨电极和外石墨电极的环隙之间，且隔离柱和内石墨电极、隔离柱和外石墨电极之间均通过耐腐蚀的胶水密封连接在一起，安装后的隔离柱的上端面和外石墨电极的上端面齐平，安装后的隔离柱堵住了环隙的上端。安装后的隔离柱、内石墨电极、外石墨电极三者同轴，隔离柱起到对内石墨电极、外石墨电极同轴固定作用。型号为lm35dz的温度探头安装在内石墨电极的上端的顶面，内石墨电极伸出隔离柱的上端面的一段的外圆柱面上安装有内电极接线柱。外石墨电极的外圆柱面上开设有一个贯穿石墨管内、外表面的侧面通孔，导流管插入侧面通孔中，并通过耐腐蚀的胶水和外石墨电极密封连接，导流管向上倾斜安装于外石墨电极(倒流管也可垂直安装于外石墨电极)，导流管和环隙相通；因此，液体与气体能在由环隙、导流管等构成的检测通道内流动顺畅。安装后的导流管，导流管在外石墨电极的内表面的截面处(相接处)的最高点和隔离柱的下端面的最高点相接，导流管的直径恰好和隔离柱的下端面的高度差相等，隔离柱的下端面的斜度约为18度；因此，电解质溶液流出也不会产生较大的扰动。外电极接线柱安装在外石墨电极的外圆柱面上。当流体流入环隙，在隔离柱的下端面被挡住，流动方向只能往导流管方向那边流过过去，从而形成了检测通道。

内螺纹接管的上端和外石墨电极的下端相连接，y型过滤器和内螺纹接管的下端相连接。y型过滤器可以快捷接入工业管道，从而实现在线测量，并且也方便拆卸清洗。

如图3，本实施例中，为了保护内石墨电极、外石墨电极，提高装置的抗干扰能力，还包括外壳装置，与温度探头相连的温度探头电缆，与内电极接线柱、外电极接线柱相连的电极电缆，外壳装置为金属材质，且外壳装置接地，外壳装置包括上盖板、下盖板、左盖板、右槽板，右槽板的上方安装上盖板，右槽板的下方安装下盖板，右槽板的左方安装左盖板，各盖板安装后形成一长方体形状的外壳装置，并在上盖板上开设出线孔，右槽板上开设有出管孔，下盖板上开设有进管孔；内石墨电极、外石墨电极、隔离柱、外电极接线柱、内电极接线柱、导流管均安装于右槽板内，温度探头电缆和电极电缆从上盖板的出线孔伸出，导流管从右槽板的出管孔伸出，y型过滤器穿过下盖板上的进管孔和内螺纹接头的下端相连接。温度探头电缆采用三芯屏蔽电缆，三芯屏蔽电缆的屏蔽线接地。电极电缆采用三芯同轴电缆，传导信号使用其中的两芯，且这两芯的屏蔽线串接磁珠后接信号地；另外一芯接地，接地后再连接到外壳装置上。

本发明的工作过程和原理：将工业流通式低电导电极石墨传感器接入待测的电解质溶液中，电解质溶液从y型过滤器进入，依次经内螺纹接管、内石墨电极和外石墨电极之间的环隙，然后从导流管中流出；同时，交流恒流激励信号经外电极接线柱流入外石墨电极，再经过内石墨电极、外石墨电极之间的环隙，接着到达信号地——内石墨电极终止；交流恒流流过检测空间产生相应的检测信号(电压信号)，检测信号经电路传输至单片机电路，完成整个测量过程。由于电导率和温度有关系，测量过程中，温度探头测量的温度变化产生的电压信号直接输入单片机，不要经过其他转换电路，只需单电源供电，供测量过程使用。

当污垢较严重时，可定期清洗过滤器与电极导电面，从而恢复电极性能。低电导率液体的导电电阻大，因此可容许的积垢的电阻也相应大些，一定的积垢对检测的精度影响也小些，清洁污垢的次数可以少一些。

以上只是为清楚地说明本发明所作的一个实施例说明，事实上，本发明的内石墨电极、外石墨电极也可采用其他形状，如内石墨电极为长方体形的石墨柱，而外石墨电极为中空的长方体形的石墨柱；导流管和隔离柱也可采用其他绝缘、耐腐蚀的材料制作等等。

除了本实施例提及的方式外，上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。