新型低成本七电极电导池装置的制作方法

本实用新型涉及电导池装置技术领域，尤其是涉及一种新型低成本七电极电导池装置。

背景技术：

海洋盐度参数的测量对于海洋经济开发、军事力量建设、海洋环境保护等方面具有非常重要的意义。在实际测量中，海水盐度可通过海水电导率体现。因此，海水电导率参数是海洋仪器测量中必不可少的参数。当前的电导率传感器主要分为电极式和电磁式两类。电磁式传感器结构坚固，响应速度快，但是易受电磁干扰，难以保证使用过程中的精度。电极式传感器分为两电极、三电极、四电极、七电极，而七电极电导率传感器具有抗干扰能力强、精度高的特点。

我国在温盐深剖面仪上使用的电导率传感器主要是″九五″和″十五″期间研制的三电极传感器，2009年国家海洋技术中心提出采用人造蓝宝石作为绝缘材料制作七电极电导池。该传感器虽然精度高，但人造蓝宝石价格昂贵。因此，这一因素成为温盐深剖面仪量产的阻碍。

在七电极电导池的加工工艺中，早期采用的是优质玻璃烧结的方法，该方法存在如下三种弊端。一是为增加电极的导电面积，需要在电极处镀铂黑，而镀铂黑之后的电极会变得粗糙，这很容易引起微生物的附着，使流经电导池的海水受阻，造成测量的误差；二是电导池电极和玻璃管壁采用的是细铂丝单点固定的方式，如果在测量现场遇到海水流速变化的情况，容易造成电极抖动，从而影响测量精度；三是金属电极与玻璃管壁的热膨胀系数不一致，当温度变化时，根据热胀冷缩的原理，电导池和管壁之间容易产生间隙，从而改变电导池的导电性能，最终影响到测量精度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型低成本七电极电导池装置，精度高、稳定性好，而且成本低、抗压强度好，既可以在浮标、船体上应用，又可以在深海领域进行盐度测量，保证了高纯度铂金材料的环形电极与陶瓷导流管之间有效的焊接密封。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种新型低成本七电极电导池装置，包括氧化锆陶瓷导流管、设置在所述氧化锆陶瓷导流管内壁上的七个环形凹槽、设置在所述环形凹槽内的镍层和设置在所述镍层上的铂电极，所述铂电极与所述氧化锆陶瓷导流管上的引线孔相接触；

所述铂电极从中心向两边依次包括电流电极、第一电压电极、第二电压电极和接地电极，所述接地电极与所述第二电压电极之间的距离为3mm，所述第二电压电极与所述第一电压电极之间的距离为4.5mm，所述第一电压电极与所述电流电极之间的距离为3mm。

优选的，所述环形凹槽的深度为0.2mm。

优选的，所述电流电极和所述接地电极的宽度为3.5mm，所述第一电压电极和所述第二电压电极的宽度为1.5mm。

优选的，所述引线孔的孔径为0.6mm，且所述引线孔设置为七个，七个所述引线孔分别与所述接地电极、所述第一电压电极、所述第二电压电极及所述电流电极相接触。

优选的，所述氧化锆陶瓷导流管的外径为12mm，内径为8.4mm，长度为46mm。

因此，本实用新型采用上述结构的新型低成本七电极电导池装置，具备以下技术效果：导流管采用整体车制及抛光工艺，增强了导流效果，防止了生物附着；在材料选择上，选择氧化锆陶瓷材料作为导流管，极大降低了成本；在镀铂工艺上，采用在陶瓷导流管内壁先镀镍再镀铂的工艺，使电极和导流管有效密封，保证了七电极传感器的稳定性。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型一种新型低成本七电极电导池装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

实施例

图1为本实用新型一种新型低成本七电极电导池装置实施例的结构示意图，如图所示，本实用新型提供了一种新型低成本七电极电导池装置，包括氧化锆陶瓷导流管1、设置在氧化锆陶瓷导流管1内壁上的七个环形凹槽2、设置在环形凹槽2内的镍层3和设置在镍层3上的铂电极，所述铂电极与氧化锆陶瓷导流管1上的引线孔4相接触，引线孔4的孔径为0.6mm，且引线孔4设置为七个，七个引线孔4分别与接地电极8、第一电压电极6、第二电压电极7及电流电极5相接触；氧化锆陶瓷导流管1的外径为12mm，内径为8.4mm，长度为46mm，所述铂电极从中心向两边依次包括电流电极5、第一电压电极6、第二电压电极7和接地电极8，接地电极8与第二电压电极7之间的距离为3mm，第二电压电极7与第一电压电极6之间的距离为4.5mm，决定传感器测量信号灵敏度的是第一电压电极和第二电压电极之间的间距大小，两个电压电极的间距越大，被测溶液等效电阻的阻值就越大，有效信号的电压值也就越大，从而增加了测量结果的分辨率。第一电压电极6与电流电极5之间的距离为3mm，本实用新型的镍层是通过化学方法镀到环形凹槽内的，镀完镍层后将铂电极镀到镍层上，构成了七个电极，氧化锆陶瓷导流管内壁和铂电极直接接触海水，铂电极引线穿过氧化锆陶瓷导流管内壁的引线孔引出，接入传感器电路，保证了高纯度铂金材料的环形电极与氧化锆陶瓷导流管之间的有效焊接密封。氧化锆陶瓷导流管材料采用陶瓷代替国外的石英玻璃和国内的人造蓝宝石，带来的好处是利用陶瓷的硬度仅次于金刚石，可以大大增加导流管的耐压性，适用于深海海水盐度测量要求；另外氧化锆陶瓷具有膨胀系数小，与金属铂膨胀系数接近，抗压强度高，绝缘特性好，耐化学腐蚀的优点，该优点可保证七电极传感器在深海领域进行盐度测量，而且氧化锆陶瓷生产成本低，从而使得整体制造成本大幅度下降，为七电极传感器的低成本量产提供了基础。

环形凹槽2的深度为0.2mm；电流电极5和接地电极8的宽度为3.5mm，目的是增加导电面积，第一电压电极6和第二电压电极7的宽度为1.5mm。在加工工艺上，采用整体车制的工艺，并对氧化锆陶瓷导流管管壁进行抛光处理，保证管壁的光滑度，防止微生物附着，增强导流效果。在氧化锆陶瓷导流管内部，从上到下有七个铂电极按一定距离排列在管内壁里，在镀铂工艺上，先按照七个铂电极的形状在氧化锆陶瓷导流管内壁上镀镍形成镍层，达到增强镀层附着强度的目的，然后再将铂电极镀在镍层上，保证了高纯度铂金材料的环形电极与陶瓷导流管之间的有效焊接密封，从而保证了长期稳定测量的精确性。

因此，本实用新型采用上述结构的新型低成本七电极电导池装置，精度高、稳定性好，而且成本低、抗压强度好，既可以在浮标、船体上应用，又可以在深海领域进行盐度测量，保证了高纯度铂金材料的环形电极与陶瓷导流管之间有效的焊接密封。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种新型低成本七电极电导池装置，其特征在于：

包括氧化锆陶瓷导流管、设置在所述氧化锆陶瓷导流管内壁上的七个环形凹槽、设置在所述环形凹槽内的镍层和设置在所述镍层上的铂电极，所述铂电极与所述氧化锆陶瓷导流管上的引线孔相接触；

所述铂电极从中心向两边依次包括电流电极、第一电压电极、第二电压电极和接地电极，所述接地电极与所述第二电压电极之间的距离为3mm，所述第二电压电极与所述第一电压电极之间的距离为4.5mm，所述第一电压电极与所述电流电极之间的距离为3mm。

2.根据权利要求1所述的新型低成本七电极电导池装置，其特征在于：所述环形凹槽的深度为0.2mm。

3.根据权利要求2所述的新型低成本七电极电导池装置，其特征在于：所述电流电极和所述接地电极的宽度为3.5mm，所述第一电压电极和所述第二电压电极的宽度为1.5mm。

4.根据权利要求3所述的新型低成本七电极电导池装置，其特征在于：所述引线孔的孔径为0.6mm，且所述引线孔设置为七个，七个所述引线孔分别与所述接地电极、所述第一电压电极、所述第二电压电极及所述电流电极相接触。

5.根据权利要求4所述的新型低成本七电极电导池装置，其特征在于：所述氧化锆陶瓷导流管的外径为12mm，内径为8.4mm，长度为46mm。

技术总结
本实用新型公开了一种新型低成本七电极电导池装置，包括氧化锆陶瓷导流管、设置在氧化锆陶瓷导流管内壁上的七个环形凹槽、设置在环形凹槽内的镍层和设置在镍层上的铂电极，铂电极与氧化锆陶瓷导流管上的引线孔相接触；铂电极从中心向两边依次包括电流电极、第一电压电极、第二电压电极和接地电极，接地电极与第二电压电极之间的距离为3mm，第二电压电极与第一电压电极之间的距离为4.5mm。此装置精度高、稳定性好，而且成本低、抗压强度好，既可以在浮标、船体上应用，又可以在深海领域进行盐度测量，保证了高纯度铂金材料的环形电极与陶瓷导流管之间有效的焊接密封。

技术研发人员：刘炳岳;范寒柏;宋文妙
受保护的技术使用者：华北电力大学(保定)
技术研发日：2019.09.18
技术公布日：2020.05.22