一种利用无线电磁波信号充电的自洁型PH计装置的制作方法

该发明涉及PH计装置领域，尤其涉及具有自洁功能的PH计装置领域。

背景技术：

由于海洋环境监测受到海洋监测环境恶劣和监测对象种类复杂多样等诸多因素的影响，普通设备与技术很难实现。目前，利用无线传感器网络实现的海洋环境立体监测系统是较为有效的方法，同时也是当今前沿性的研究热点之一。

一般来讲，对于海水水质的监测需要监测众多指标，其中PH值就是其中一个非常重要的指标。但现有的PH计都有一个共同的瓶颈问题，即每次使用后都需要清洗以保证下次测量的准确性。但是对于海水水质的监测是一个长期连续的过程，这种PH计也就不再实用。

另外，PH计工作时所需电能如果仅仅依靠其携带的电池，将无法支撑其长时间连续工作，所以供能问题也是其能否广泛应用的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是改进现有PH计，使PH计具有自清洁功能，以满足PH计需要长期连续工作的要求。本发明的技术方案如下：

一种利用无线电磁波信号充电的自洁型PH计装置，包括PH计主体(1)、与其相连的电极球泡(3)和电池，其特征在于，所述的PH计还带有超声波自清洁模块和无线充电模块，

所述的超声波自清洁模块包括超声波发生器(2)、超声波换能器(4)和金属网罩(5)，超声波换能器位于电极球泡(6)附近，金属网罩(5)罩在电极球泡(6)的外部，用于使得超声波换能器(4)生成的超声波在电极球泡(6)表面附近形成震荡；

所述的无线充电模块包括LC调谐回路、耦合电路和倍压整流电路，LC调谐回路通过天线接收外界的电磁波能量，耦合电路将LC调谐回路获得的能量传输到倍压整流电路；倍压整流电路的作用是整流与提升电压，提供能量为PH计电池充电。

本发明解决了PH传感器的表面自清洁问题和供能问题，从而可以对海洋水质进行长期连续监测。

附图说明

图1是本发明所提出的自清洁PH计的结构示意图；

图2是PH计的局部放大示意图；

图3是超声波模块的电路原理框图；

图4是无线充电模块电路原理框图；

图5是无线充电模块电路图。

1PH计主体；2超声波发生器；3电缆；4超声波换能器；5网罩；6电极球泡；7PH计电池；8接地线；9天线；10耦合电路部分；11倍压整流电路部分；12LC调谐回路部分；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细的说明。

图1为PH计的结构示意图，PH计包括PH计主体1、超声波发生器2、电缆3、超声波换能器4、网罩5和电极球泡6。PH计主体1内部为含饱和AgCl的3mol/L kcl缓冲溶液，pH值为7。正常情况下，待测溶液中的H离子可以通过PH计电极球泡6进入到PH计主体1内部，PH计主体1内部的电极会检测到电位变化，从而得出待测溶液的PH值。当PH计电极球泡6表面被待测溶液污染时，H离子通道会被堵塞，PH计便检测不到电位变化，即无法正确检测PH值。

本发明在PH计主体1靠近电极球泡6的位置固定有超声波换能器4，上方通过电缆连接超声波发生器2。超声波发生器2包括信号发生器、功率放大器、匹配电路和反馈电路。超声波发生器2是一个功率发生器，产生一定频率的正弦(或类似正弦)信号，通过电缆传导给换能器；信号发生器产生一个特定频率的脉冲信号，这个特定频率为换能器自身的机械谐振频率；功率放大器用来将信号发生器产生的脉冲信号放大；匹配电路可以使换能器将电信号高效率的转化为超声波信号；反馈电路保证了换能器始终工作在一个合适的频率范围内。

超声波换能器4输出的超声波信号进入网罩5中；网罩5可以使超声波信号在其中反复反射，增强清洗效果，同时网罩5可以使溶液在其中自由进出；如图2所示，超声波信号通过网罩5的反复反射，使电极球泡6附近的溶液进行震荡，使电极球泡6表面的污染物脱离，释放H离子通道，使PH计恢复灵敏。

如图4所示，无线充电模块包括LC调谐回路、耦合电路、倍压整流电路和PH计电池。LC调谐回路接收天线输入的电磁波信号，通过调节可变电容C，使调谐回路产生与输入信号产生谐振；耦合电路将调谐回路获得的能量传输到倍压整流电路；倍压整流电路作用是整流与提升电压，提供能量给PH计电池充电。

如图5所示，LC调谐回路部分12包括天线9、可调电容C1与接地线8。天线9用来接收电磁波信号；可调电容C1用来调节LC调谐回路的固有频率。耦合电路部分10包括电感L1和电感L2，二者用来将LC调谐回路部分12产生的电压耦合到倍压整流电路部分11。倍压整流电路部分11包括电容C2、电容C3、二极管D1和二极管D2，用来将升压电压和整流电流，最终给PH计电池7充电。