一种用于电磁式硝酸浓度在线分析仪的信号采集装置的制作方法

本实用新型属于分析仪器技术领域，涉及一种用于电磁式硝酸浓度在线分析仪的信号采集装置。

背景技术：

在硝酸生产装置中，硝酸溶液存在着腐蚀性强的特点。目前，硝酸生产过程中对硝酸浓度的分析多以人工分析为主，存在误差大、间隔时间长等缺点。而市场上针对硝酸浓度进行测量的仪表大多采用电极式结构，信号采集原件与硝酸溶液直接接触，容易被腐蚀，存在使用寿命短、测量误差大等问题。

技术实现要素：

解决的技术问题：本实用新型提出一种用于电磁式硝酸浓度在线分析仪的信号采集装置，耐腐蚀、信号精度高、抗干扰能力强。

技术方案：本实用新型提出一种用于电磁式硝酸浓度在线分析仪的信号采集装置，包括电磁传感器、封装电磁传感器的四氟乙烯外壳、设置在四氟乙烯外壳外侧并盛装有待测硝酸溶液的测量槽、电导信号转换电路和温度信号转换电路；所述电磁传感器包括激励线圈、检测线圈、测温元件和激励电路；所述激励电路包括方波振荡器、二级有源滤波电路、检波及反馈控制电路，所述方波振荡器输出30kHz方波振荡信号，经二级有源滤波电路后输出30kHz的正弦波信号；检波及反馈控制电路对该信号进行检波处理转换成直流电压，并将输出的正弦波信号的幅值调节稳定后输出至激励线圈；所述激励线圈和检测线圈形成电导率感应回路；所述检测线圈输出的电导信号通过电导信号转换电路进行放大、检波，然后将直流电压的模拟信号转换成数字信号；测温元件的温度信号通过温度信号转换电路转换成数字信号。

进一步，所述方波振荡器是NE555振荡器。

进一步，所述四氟乙烯外壳包括传感器安装槽和依次设置在传感器安装槽上的封装壳体和传感器引线口。

进一步，所述测量槽包括设置在顶部的传感器插入口、设置在底部的排污口以及设置在侧壁的硝酸溶液进口和硝酸溶液出口；所述硝酸溶液进口的水平高度低于硝酸溶液出口的水平高度。

进一步，所述激励线圈和检测线圈是铁氧体磁芯环。

进一步，所述激励线圈和检测线圈绕制有铜线，且激励线圈的铜线匝数少于检测线圈的铜线匝数。

进一步，所述激励线圈的铜线匝数和检测线圈的铜线匝数的比例为100：200。

进一步，所述测温元件是PT100电阻。

有益效果：本实用新型通过电磁传感器测量溶液的电导率和温度，测量精度高、抗干扰能力强；采用高频激励电压信号，有效抑制工频干扰，感应信号强，可以对弱电导率进行放大，电导率测量范围大；四氟乙烯外壳将电磁传感器与硝酸溶液隔离，防止腐蚀，提高了设备的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的构造示意图；

图2为本实用新型的电磁传感器的部分结构示意图；

图3为本实用新型的四氟乙烯外壳的结构示意图；

图4为本实用新型的测量槽的结构示意图。

具体实施方式

如图1，本实用新型的一种实施例，包括电磁传感器、封装电磁传感器的四氟乙烯外壳、设置在四氟乙烯外壳外侧并盛装有待测硝酸溶液的测量槽、电导信号转换电路和温度信号转换电路。

如图2，所述电磁传感器包括激励线圈1、检测线圈2、测温元件3和激励电路。所述激励电路包括NE555振荡器、二级有源滤波电路、检波及反馈控制电路。所述NE555振荡器输出30kHz方波振荡信号，经二级有源滤波电路后输出30kHz的正弦波信号；检波及反馈控制电路对该信号进行检波处理转换成直流电压，通过反馈控制将输出的正弦波信号的幅值稳定为二分之一电源电压后输出至激励线圈1。本实施例采用30kHz的高频电压信号驱动电磁传感器，能更有效抑制工频干扰，高频条件下，电磁信号感应信号强，可以对弱电导率进行放大，电导率测量范围大。

所述激励线圈1和检测线圈2形成电导率感应回路；所述检测线圈2输出的电导信号通过电导信号转换电路进行放大、检波，然后将直流电压的模拟信号转换成数字信号；测温元件3的温度信号通过温度信号转换电路转换成数字信号。

电磁式硝酸浓度在线分析仪根据本实施例采集到的电导信号和温度信号，以电导率、温度作为酸碱溶液浓度的二元函数来进行补偿，即C = f(t,k)= ∑ijl dit^jk^l，式中：k,t分别为溶液的电导率和温度,di是待定系数，根据溶液电导率与浓度、温度关系数据表，采用最小二乘法确定二元多次项的待定系数di，最终计算得出硝酸溶液浓度。

所述激励线圈1和检测线圈2是铁氧体磁芯环，铁氧体的电阻率比单质金属或合金磁性材料大，而且还有较高的介电性能，高频时具有较高的磁导率，稳定性和抗干扰能力强。所述激励线圈1的铜线匝数和检测线圈2的铜线匝数的比例为100：200，起到信号放大作用。所述测温元件3是PT100电阻。

如图3，所述四氟乙烯外壳包括传感器安装槽4和依次设置在传感器安装槽4上的封装壳体5和传感器引线口6。四氟乙烯外壳耐酸性能优良，将电磁传感器与硝酸溶液隔离，防止腐蚀，提高了设备的使用寿命。

所述耐酸塑料外壳设置在如图4的盛装有待测硝酸溶液的测量槽内，所述测量槽包括设置在顶部的传感器插入口7、设置在底部的排污口8以及设置在侧壁的硝酸溶液进口9和硝酸溶液出口10；所述硝酸溶液进口9的水平高度低于硝酸溶液出口10的水平高度。该测量槽将硝酸溶液从生产装置中引出进行测量，不影响装置的生产，同时低进高出的设置使测量槽内的溶液保持流通，提高测量准确性。