专利名称：工业型电容耦合式非接触电导在线测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及电导检测技术，尤其涉及一种工业型电容耦合式非接触电导在线测量装置及方法。
背景技术：
管道中的液相体系广泛存在于冶金、化工工程、生物医药、环境保护和污水处理等部门的科研和生产的过程中，电导率是液体的基本物性参数之一，电导率的在线检测对分析管道中液体的其他特性参数有着重要的作用，如浓度、组分、化学反应速率等。正是因为液体的很多物理、化学特性差异都会反映为其电导率的变化，所以管道中液体电导率的在线测量在生产和科研中有着广泛的应用范围和重要的研究意义。传统的电导测量方法主要为接触式测量，接触式电导测量由于电极直接与液体接触，电极容易被极化，且易被液体污染，从而影响测量的准确度，缩短电极的使用寿命，并且要在管道上凿孔安装电极，使得电极的使用很不方便。而电容耦合式非接触电导测量方法是一种非接触电导测量方法，由于电极不与管道中的液体接触，保持了电极的洁净性，延长了电极的使用寿命，并且电极结构简单。同时， 电极安装在管道外壁，对管道内的流体流动不会产生干扰，具有非介入性。然而，目前的电容耦合式非接触电导测量方法主要应用在分析化学领域，应用环境多为实验室环境，且其传感器的管道多为毛细管，这与工业现场的应用环境有着很大的差异。在流程工业领域，管道尺寸一般在几毫米到几十毫米之间，甚至更大，显然原有的电容耦合式非接触电导测量传感器不适合在工业常规管道上使用。另外，由于电容耦合式非接触电导测量传感器的管道为绝缘管道，而工业上的金属管道一般为金属管道，因此原有的电容耦合式非接触电导测量传感器无法实现与工业金属管道的简单连接。本发明针对这些现状，设计了一种应用于流程工业常规金属管道上进行电导在线测量的非接触电导在线测量装置。设计的金属法兰连接件实现了绝缘管道和金属管道的简单连接。利用电感模块消除了耦合电容的影响，扩大了传感器的管道适应尺寸，与工业常规管道的尺寸相匹配。同时针对工业现场干扰大的特点，将传感器管道和电极安装在金属屏蔽壳内，从而提高测量装置的稳定性和抗干扰能力。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种工业型电容耦合式非接触电导在线测量装置及方法。工业型电容耦合式非接触电导在线测量装置包括绝缘管道、激励电极、检测电极、 电感模块、金属屏蔽壳、金属隔离板、金属法兰连接件、第一接线端子、第二接线端子、交流激励源、信号处理模块、数据采集模块、计算机；金属屏蔽壳两端分别设有金属法兰连接件， 金属屏蔽壳内横向设有金属隔离板，金属屏蔽壳内纵向设有绝缘管道，绝缘管道两端分别插入金属法兰连接件，绝缘管道外壁、金属隔离板的两侧分别设有激励电极、检测电极，激励电极通过电感模块与金属屏蔽壳外的第一接线端子的一端相连，第一接线端子的另一端与交流激励源相连，检测电极与金属屏蔽壳外的第二接线端子的一端相连，第二接线端子的另一端、信号处理模块、数据采集模块、计算机顺次相连，金属屏蔽壳、金属隔离板和金属法兰连接件分别接地。所述的金属法兰连接件包括内侧连接件、外侧连接件和0型密封圈，外侧连接件的一端为连接法兰，外侧连接件的另一端开有二级阶梯形通孔，在第一级阶梯形通孔上设有内螺纹，内侧连接件和外侧连接件通过螺纹连接，0型密封圈套在插入的绝缘管道上，通过内侧连接件和外侧连接件相互挤压，固定住绝缘管道。工业型电容耦合式非接触电导在线测量方法的步骤如下
权利要求
1.一种工业型电容耦合式非接触电导在线测量装置，其特征在于包括绝缘管道(1 )、 激励电极(2)、检测电极(3)、电感模块(4)、金属屏蔽壳(5)、金属隔离板(6)、金属法兰连接件(7)、第一接线端子(8)、第二接线端子(9)、交流激励源(10)、信号处理模块(11)、数据采集模块(12)、计算机(13)；金属屏蔽壳(5)两端分别设有金属法兰连接件(7)，金属屏蔽壳 (5)内横向设有金属隔离板(6)，金属屏蔽壳(5)内纵向设有绝缘管道(1)，绝缘管道(1)两端分别插入金属法兰连接件(7)，绝缘管道(1)外壁、金属隔离板(6)的两侧分别设有激励电极(2)、检测电极(3)，激励电极(2)通过电感模块(4)与金属屏蔽壳(5)外的第一接线端子(8)的一端相连，第一接线端子(8)的另一端与交流激励源(10)相连，检测电极(3)与金属屏蔽壳(5)外的第二接线端子(9)的一端相连，第二接线端子(9)的另一端、信号处理模块(11)、数据采集模块(12)、计算机(13)顺次相连，金属屏蔽壳(5)、金属隔离板(6)和金属法兰连接件(7)分别接地。
2.根据权利要求1所述的一种工业型电容耦合式非接触电导在线测量装置，其特征在于所述的金属法兰连接件(7)包括内侧连接件(14)、外侧连接件(15)和0型密封圈(16)， 外侧连接件(15)的一端为连接法兰，外侧连接件(15)的另一端开有二级阶梯形通孔，在第一级阶梯形通孔上设有内螺纹，内侧连接件(14)和外侧连接件(15)通过螺纹连接，0型密封圈(16)套在插入的绝缘管道(1)上，通过内侧连接件(14)和外侧连接件(15)相互挤压， 固定住绝缘管道(1)。
3.一种使用如权利要求1所述装置的工业型电容耦合式非接触电导在线测量方法，其特征在于它的步骤如下1)设置交流激励源(10)的激励电圧的频率/为电导检测电路的谐振频率
全文摘要
本发明公开了一种工业型电容耦合式非接触电导在线测量装置及方法。它包括交流激励源、绝缘管道、激励电极、检测电极、电感模块、金属屏蔽、金属隔离板、金属法兰连接件、第一接线端子、第二接线端子、信号处理模块、数据采集模块和计算机。本发明实现了电容耦合式非接触电导测量技术在工业常规金属管道上的电导在线测量。通过金属法兰连接件的使用，使得装置的绝缘管道与工业现场的金属管道可以方便地进行连接。同时测量管道和电极安装在金属屏蔽壳内，提高装置的稳定性和抗干扰能力。相应的装置具有分辨率高、结构简单、非介入、对管道内流体无影响等优点，为解决流程工业常规金属管道内液体电导的非介入性在线测量提供了有益借鉴。
文档编号G01N27/06GK102269726SQ20111011984
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者傅三富, 冀海峰, 周鑫淼, 李海青, 王保良, 许文博, 黄志尧 申请人:浙江大学