液体电阻率测定电路的设计
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
９］ 源［ ， 很容易促使溶液 中 的 正 、 负 离 子 分 别 向 阴、 阳电极定
造 成 离 子 的 氧 化 或 还 原， 从而改变溶液中相对离 向移 动 ， 子的浓度等 。 变 压 器 产 生 的 交 流 电 可 以 在 一 定 程 度 上 解 决直流电解 的 影 响 。 如 图 ４ 所 示 。 变 压 器 输 出 的 交 流 激 励信号通过物理电极插入到溶液中作为激励电源 。
图 ２ 信号发生与分频电路
交流激励信号的获得 有 很 多 方 式 ， 这里介绍一种利用 二阶 有 源 带 通 滤 波 器 来 实 现 信 号 转 换 的 电 路 。 如 图 ３ 交 流激励信号 与 放 大 电 路 。 方 波 激 励 信 号 输 入 二 阶 有 源 带 通过调节中心频率犳 通 滤波器 ， ０ 及品质因数 犙 等参数来实
电 子 测 量 技 术 Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮ Ｉ Ｃ ＭＥ Ａ Ｓ ＵＲ ＥＭＥ ＮＴ Ｔ Ｅ ＣＨＮＯ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｅ
第３ ３卷 第１ １期 ２ ０ １ ０年１ １月
液体电阻率测定电路的设计
刘 豹１ 张 宏２
（ ） １．长安大学 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４； ２．中船重工第七零五研究所 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ 摘 要 ： 电阻率是电解质溶液一个重要的性质参数 ， 通过测量 ， 可以间接地获知待测溶液的性质 ， 成分等 相 关 参 数 ， 从 而为科学研究或实际生产提供重要的参考依据 。 介绍了一 种 以 交 流 信 号 为 激 励 源 ， 通过变压器将激励信号输入到待 并利用环形电极的均匀电流分布 ， 均匀导热等特性对信号进行传递和采集 ， 然后经 过 放 大 与 Ａ 测溶液中 ， Ｄ ６ ３ ７芯片的 转换处理得到溶液的电阻率信号 。 实验测试与数据处理结果表明 ， 该液体电阻率的测定电路具有可靠性强 ， 误差比较 满足应用实际的需求 。 小， 关键词 ： 电阻率 ； 液体 ； 交流信号 ； 环形电极 ； Ａ Ｄ ６ ３ ７ 中图分类号 ：ＴＮ ７ １ ０ 文献标识码 ：Ａ
１］ 流体的密度 、 性 质 或 成 分 等 重 要 的 参 数［ ； 在科学研究方
影响溶液的导电 性 ； 然 而 溶 液 温 度 的 改 变， 其离子 的浓度 ， 成为影响溶液导电性的另 浓度与运动速度也会发生 改 变 ，
２ ３］ 。 因此 ， 本 课 题 在 研 究 设 计 时， 为了提高 一个重要因素 ［
４］ 受热 ， 避免液体受热 不 均 而 造 成 的 不 利 影 响 ［ 。从上面设
计的思路看出 ， 本文的电路 设 计 可 以 在 一 定 程 度 上 解 决 由 温度变化对溶液电阻率测定的影响 。 于离子浓度 ， 在分析研究传统的液 体 电 阻 率 测 量 方 法 的 基 础 上 ， 结 合本课题应用环境的具体要 求 ， 提出了如图１所示的液体 电阻率测量 电 路 的 原 理 框 图 。 其 主 要 特 点 是 采 用 了 交 流 信号作为测量的激励信号源及变压器隔离措施 。
电 子 测 量 技 术
５ ７］ 现正弦信号的转变 ［ 。 在电路设计过程中 ， 为了提高激 励
在带通滤波器电路之后加入了推挽放大电 信号的功 率 ，
８］ 路， 实现功率放大的目的 ［ ， 如图 ３ 所示 。
图 １ 液体电阻率测量电路原理
一定频 率 信 号 的 获 得 ， 有 多 种 方 法， 比 如 晶 振、 Ｒ Ｃ振 荡电路 、 振 荡 电 路 等 ， 还 可 以 联 合 集 成 芯 片 获 取 ， 比如 Ｌ Ｃ Ｃ Ｄ ４ ０ １ ０ ６ 斯密特反相触发器与 Ｒ Ｃ 电路组成 。 通过调节电 、 或电容 的大小可以获得不同频率的矩形波信 阻 犚２ 犆 １ 犚 ２ ０ １ 电路如图 ２ 所示 。 图中 Ｃ 号， Ｄ ４ ５ １ ６ 四位 二 进 制 加／减 计数 器用作分频器 ， 以便得到所需频率的信号 。
犇 犲 狊 犻 狀狅 犳 犮 犻 狉 犮 狌 犻 狋 狋 狅 狋 犺 犲 犾 犻 狌 犻 犱狉 犲 狊 犻 狊 狋 犻 狏 犻 狋 犲 犪 狊 狌 狉 犲 犿 犲 狀 狋 犵 狇 狔犿
１ ２ Ｌ ｉ ｕＢ ａ ｏ ｈ ａ ｎ ｏ ｎ Ｚ ｇＨ ｇ
（ ， ， ） １． Ｃ ｈ ａ ｎ ａ ｎＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｘ ｉ ａ ｎ７ １ ０ ０ ５ ４； ２． Ｃ Ｓ Ｉ Ｃ Ｔ ｈ ｅ７ ０ ５ ｔ ｈＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈＩ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｘ ｉ ａ ｎ７ １ ０ ０ ６ ５ ｇ ｙ
图 ４ 变压器输出交流激励信号结构示意
图 ５ 信号放大及转换电路
·５ ８·
液体电阻率测定电路的设计 刘 豹 等 ：
结构类似 溶液中信号的采集是 由 另 外 一 对 电 极 传 出 ， 采集到的 信 号 经 另 外 一 个 变 压 器 输 出 。 检 测 到 的 于图 ４， 交流信号被放大后 利 用 Ａ Ｄ ６ ３ ７芯片完成交流信号到其有
１ ０］ 效值的转换 ［ 。Ａ 宽 频 带 的 直 流 转 换 器， Ｄ ６ ３ ７是 高 精 度、
第１ １期
犝狅 ＝ １＋
犚５ （ ） 犝犻 ３ 犚６ 图 ６ 物理电 极 电 路 图 中 ， 由 于 电 极 间 距 相 同， 其相对
（
）
应的溶 液 可 视 为 等 值 电 阻 犚；在 １∶１ 的 变 压 器 两 端 的 电 压相同有 ：
它可以把任意复 杂 的 交 流 信 号 或 交 流 ＋ 直 流 信 号 转 换 成 真有 效 值 、 均 方 值 或 绝 对 值 输 出， 而且还可以利用外部元 件来减小有源整流器的非 线 性 误 差 ， 进一步提高测量的精 度 。 图 ５ 是信 号 转 换 与 同 相 放 大 电 路 。 该 电 路 可 以 提 高 频率信号测量的准确度 。 传统的液体电阻测量 方 法 ， 是在待测溶液中插入两个 且 两 电 极 大 多 为 铁 片 或 导 体 棒， 而本课题 电极 直 接 测 量 ， 且每两个电极的间距相同 ， 如图 ６ 等 设计是采用 ５ 个电极 ， 间距物理电极 电 路 图 。 犆 犆 犆 犆 犆 １， ２， ３， ４， ５ 为 ５ 个 环 形 电 极， 其中 ， 、 和 为激励电源端 ， 与 犆 犆 犆 犆 １ 犆 ２ ５ ３ ４ 作为测量电极端 ， 其中 犆 １ 与犆 ２ 具有相同的电位 。
图 ３ 交流激励信号与功率放大电路
为了减小溶液中正 、 负离子由于电解而改变的相对浓 提 高 溶 液 电 阻 率 测 量 的 精 确 度， 在溶液中使用交流信 度， 变压器的使用是本电路设计的关键部 号作为激 励 电 源 ， 也是创新 。 传统的测量 是 使 用 直 流 电 源 作 为 激 励 信 号 分，
０ 引 言
溶液的导电 性 是 由 于 溶 液 中 阴 阳 离 子 在 电 场 的 作 用 下做 定 向 运 动 产 生 的 ， 其 导 电 性 的 强 弱， 与溶液中的离子 离子 的 电 荷 数 以 及 离 子 的 运 动 速 度 有 关。 不 同 浓 浓度 ， 度， 不 同 温 度 的 相 同 电 解 质 溶 液 其 电 离 程 度 也 不 同， 这就 造成其导电 的 性 能 完 全 不 一 样 。 通 过 测 定 溶 液 的 电 阻 率 以 及 溶 液 的 性 质 等。在 石 油 测 井 可以了解溶液的导电性 ， 方面 ， 通 过 采 集 到 的 大 量 流 体 电 阻 率， 可以定性地判断出
： ，ｗ 犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋 Ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｓａ ｎｉ ｍ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅｉ ｎｔ ｈ ｅｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｅｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ．Ｂ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅｃ ａ ｎ ｙｉ ｐ ｙ ｙｍ ｇｉ ，ｃ ｉ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｌ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅｔ ｈ ｅｐ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｆｔ ｈ ｅｌ ｉ ｕ ｉ ｄ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｏ ｔ ｈ ｅ ｒｉ ｍ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ．Ｔ ｈ ｅｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔｏ ｆ ｙｄ ｐ ｙｏ ｑ ｐ ｐ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ａ ｎｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅａ ｎｉ ｍ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅｖ ａ ｌ ｕ ｅｉ ｎｔ ｈ ｅｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈｏ ｒａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔ ｈ ｉ ｓａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｙｃ ｐ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓａｋ ｉ ｎ ｄｏ ｆＡ Ｃｓ ｉ ｎ ａ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ． Ｔ ｈ ｅｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｉ ｎ ａ ｌ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｈｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｏ ｇ ｇ ｇ ，ａ ｎ ｄｔ ａ ｋ ｅａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｅｏ ｆｒ ｉ ｎ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅｔ ｏｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｔａ ｎ ｄｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔｓ ｉ ｎ ａ ｌｗ ｉ ｔ ｈｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｉ ｓ ｅｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｈ ｅｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄｌ ｉ ｕ ｉ ｄ ｇ ｇｅ ｇ ｐ ｑ ， ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｎ ｄｏ ｔ ｈ ｅ ｒｐ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｎｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｓｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｕ ｉ ｄｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｉ ｎ ａ ｌ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅａ ｍ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｙａ ｐ ｑ ｙｓ ｇ ｐ ， ｔ ｈ ｅｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔｏ ｆｌ ｉ ｕ ｉ ｄｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ａ ｓｒ ｅ ａ ｒ ｄ ｅ ｄａ ｓｈ ｉ ｈ ａ ｎ ｄＡ Ｄ ６ ３ ７ｃ ｈ ｉ ｓｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｈｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｑ ｙｈ ｇ ｇ ｐ ｇ ， ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｎ ｄｈ ｉ ｈｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｍ ｌ ｅｏ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｓ ｏｏ ｎ ． ｙａ ｇ ｐ ｐ ： ； ；Ａ ； ；Ａ 犓 犲 狑 狅 狉 犱 狊 ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｌ ｉ ｕ ｉ ｄ Ｃｓ ｉ ｎ ａ ｌ ｒ ｉ ｎ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ Ｄ ６ ３ ７ ｙ ｑ ｇ ｇｅ 狔
测量的精确度 ， 减小对溶 液 的 干 扰 ， 采 用 了 如 下 两 种 方 式： ）根据交流信号的特性 ， 在溶液中采用交流信号 作为 激 励 １ 信号 ， 一定程度上克服了传 统 直 流 激 励 容 易 电 解 从 而 影 响 液体电阻率测量精度 的 不 足 ； 固定 ２）物 理 电 极 采 用 环 形 ， 有 效 地 均 匀 电 流 分 布， 使液体均匀 在绝 缘 的 圆 柱 体 上 面 ，
面也可以通 过 电 阻 率 的 测 定 来 分 析 判 定 溶 液 的 性 质 。 因 此溶液电阻率在现实中具有重要的参考价值 。
励 的 作 用 下 ， 正负离子定向运 动， 在电极附近得失电子产生电解现象 ， 改变溶液相关离子
·５ ７·
３卷 第３
造 成 离 子 的 氧 化 或 还 原， 从而改变溶液中相对离 向移 动 ， 子的浓度等 。 变 压 器 产 生 的 交 流 电 可 以 在 一 定 程 度 上 解 决直流电解 的 影 响 。 如 图 ４ 所 示 。 变 压 器 输 出 的 交 流 激 励信号通过物理电极插入到溶液中作为激励电源 。
图 ２ 信号发生与分频电路
交流激励信号的获得 有 很 多 方 式 ， 这里介绍一种利用 二阶 有 源 带 通 滤 波 器 来 实 现 信 号 转 换 的 电 路 。 如 图 ３ 交 流激励信号 与 放 大 电 路 。 方 波 激 励 信 号 输 入 二 阶 有 源 带 通过调节中心频率犳 通 滤波器 ， ０ 及品质因数 犙 等参数来实
电 子 测 量 技 术 Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮ Ｉ Ｃ ＭＥ Ａ Ｓ ＵＲ ＥＭＥ ＮＴ Ｔ Ｅ ＣＨＮＯ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｅ
第３ ３卷 第１ １期 ２ ０ １ ０年１ １月
液体电阻率测定电路的设计
刘 豹１ 张 宏２
（ ） １．长安大学 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４； ２．中船重工第七零五研究所 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ 摘 要 ： 电阻率是电解质溶液一个重要的性质参数 ， 通过测量 ， 可以间接地获知待测溶液的性质 ， 成分等 相 关 参 数 ， 从 而为科学研究或实际生产提供重要的参考依据 。 介绍了一 种 以 交 流 信 号 为 激 励 源 ， 通过变压器将激励信号输入到待 并利用环形电极的均匀电流分布 ， 均匀导热等特性对信号进行传递和采集 ， 然后经 过 放 大 与 Ａ 测溶液中 ， Ｄ ６ ３ ７芯片的 转换处理得到溶液的电阻率信号 。 实验测试与数据处理结果表明 ， 该液体电阻率的测定电路具有可靠性强 ， 误差比较 满足应用实际的需求 。 小， 关键词 ： 电阻率 ； 液体 ； 交流信号 ； 环形电极 ； Ａ Ｄ ６ ３ ７ 中图分类号 ：ＴＮ ７ １ ０ 文献标识码 ：Ａ
１］ 流体的密度 、 性 质 或 成 分 等 重 要 的 参 数［ ； 在科学研究方
影响溶液的导电 性 ； 然 而 溶 液 温 度 的 改 变， 其离子 的浓度 ， 成为影响溶液导电性的另 浓度与运动速度也会发生 改 变 ，
２ ３］ 。 因此 ， 本 课 题 在 研 究 设 计 时， 为了提高 一个重要因素 ［
４］ 受热 ， 避免液体受热 不 均 而 造 成 的 不 利 影 响 ［ 。从上面设
计的思路看出 ， 本文的电路 设 计 可 以 在 一 定 程 度 上 解 决 由 温度变化对溶液电阻率测定的影响 。 于离子浓度 ， 在分析研究传统的液 体 电 阻 率 测 量 方 法 的 基 础 上 ， 结 合本课题应用环境的具体要 求 ， 提出了如图１所示的液体 电阻率测量 电 路 的 原 理 框 图 。 其 主 要 特 点 是 采 用 了 交 流 信号作为测量的激励信号源及变压器隔离措施 。
电 子 测 量 技 术
５ ７］ 现正弦信号的转变 ［ 。 在电路设计过程中 ， 为了提高激 励
在带通滤波器电路之后加入了推挽放大电 信号的功 率 ，
８］ 路， 实现功率放大的目的 ［ ， 如图 ３ 所示 。
图 １ 液体电阻率测量电路原理
一定频 率 信 号 的 获 得 ， 有 多 种 方 法， 比 如 晶 振、 Ｒ Ｃ振 荡电路 、 振 荡 电 路 等 ， 还 可 以 联 合 集 成 芯 片 获 取 ， 比如 Ｌ Ｃ Ｃ Ｄ ４ ０ １ ０ ６ 斯密特反相触发器与 Ｒ Ｃ 电路组成 。 通过调节电 、 或电容 的大小可以获得不同频率的矩形波信 阻 犚２ 犆 １ 犚 ２ ０ １ 电路如图 ２ 所示 。 图中 Ｃ 号， Ｄ ４ ５ １ ６ 四位 二 进 制 加／减 计数 器用作分频器 ， 以便得到所需频率的信号 。
犇 犲 狊 犻 狀狅 犳 犮 犻 狉 犮 狌 犻 狋 狋 狅 狋 犺 犲 犾 犻 狌 犻 犱狉 犲 狊 犻 狊 狋 犻 狏 犻 狋 犲 犪 狊 狌 狉 犲 犿 犲 狀 狋 犵 狇 狔犿
１ ２ Ｌ ｉ ｕＢ ａ ｏ ｈ ａ ｎ ｏ ｎ Ｚ ｇＨ ｇ
（ ， ， ） １． Ｃ ｈ ａ ｎ ａ ｎＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｘ ｉ ａ ｎ７ １ ０ ０ ５ ４； ２． Ｃ Ｓ Ｉ Ｃ Ｔ ｈ ｅ７ ０ ５ ｔ ｈＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈＩ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｘ ｉ ａ ｎ７ １ ０ ０ ６ ５ ｇ ｙ
图 ４ 变压器输出交流激励信号结构示意
图 ５ 信号放大及转换电路
·５ ８·
液体电阻率测定电路的设计 刘 豹 等 ：
结构类似 溶液中信号的采集是 由 另 外 一 对 电 极 传 出 ， 采集到的 信 号 经 另 外 一 个 变 压 器 输 出 。 检 测 到 的 于图 ４， 交流信号被放大后 利 用 Ａ Ｄ ６ ３ ７芯片完成交流信号到其有
１ ０］ 效值的转换 ［ 。Ａ 宽 频 带 的 直 流 转 换 器， Ｄ ６ ３ ７是 高 精 度、
第１ １期
犝狅 ＝ １＋
犚５ （ ） 犝犻 ３ 犚６ 图 ６ 物理电 极 电 路 图 中 ， 由 于 电 极 间 距 相 同， 其相对
（
）
应的溶 液 可 视 为 等 值 电 阻 犚；在 １∶１ 的 变 压 器 两 端 的 电 压相同有 ：
它可以把任意复 杂 的 交 流 信 号 或 交 流 ＋ 直 流 信 号 转 换 成 真有 效 值 、 均 方 值 或 绝 对 值 输 出， 而且还可以利用外部元 件来减小有源整流器的非 线 性 误 差 ， 进一步提高测量的精 度 。 图 ５ 是信 号 转 换 与 同 相 放 大 电 路 。 该 电 路 可 以 提 高 频率信号测量的准确度 。 传统的液体电阻测量 方 法 ， 是在待测溶液中插入两个 且 两 电 极 大 多 为 铁 片 或 导 体 棒， 而本课题 电极 直 接 测 量 ， 且每两个电极的间距相同 ， 如图 ６ 等 设计是采用 ５ 个电极 ， 间距物理电极 电 路 图 。 犆 犆 犆 犆 犆 １， ２， ３， ４， ５ 为 ５ 个 环 形 电 极， 其中 ， 、 和 为激励电源端 ， 与 犆 犆 犆 犆 １ 犆 ２ ５ ３ ４ 作为测量电极端 ， 其中 犆 １ 与犆 ２ 具有相同的电位 。
图 ３ 交流激励信号与功率放大电路
为了减小溶液中正 、 负离子由于电解而改变的相对浓 提 高 溶 液 电 阻 率 测 量 的 精 确 度， 在溶液中使用交流信 度， 变压器的使用是本电路设计的关键部 号作为激 励 电 源 ， 也是创新 。 传统的测量 是 使 用 直 流 电 源 作 为 激 励 信 号 分，
０ 引 言
溶液的导电 性 是 由 于 溶 液 中 阴 阳 离 子 在 电 场 的 作 用 下做 定 向 运 动 产 生 的 ， 其 导 电 性 的 强 弱， 与溶液中的离子 离子 的 电 荷 数 以 及 离 子 的 运 动 速 度 有 关。 不 同 浓 浓度 ， 度， 不 同 温 度 的 相 同 电 解 质 溶 液 其 电 离 程 度 也 不 同， 这就 造成其导电 的 性 能 完 全 不 一 样 。 通 过 测 定 溶 液 的 电 阻 率 以 及 溶 液 的 性 质 等。在 石 油 测 井 可以了解溶液的导电性 ， 方面 ， 通 过 采 集 到 的 大 量 流 体 电 阻 率， 可以定性地判断出
： ，ｗ 犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋 Ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｓａ ｎｉ ｍ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅｉ ｎｔ ｈ ｅｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｅｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ．Ｂ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅｃ ａ ｎ ｙｉ ｐ ｙ ｙｍ ｇｉ ，ｃ ｉ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｌ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅｔ ｈ ｅｐ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｆｔ ｈ ｅｌ ｉ ｕ ｉ ｄ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｏ ｔ ｈ ｅ ｒｉ ｍ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ．Ｔ ｈ ｅｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔｏ ｆ ｙｄ ｐ ｙｏ ｑ ｐ ｐ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ａ ｎｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅａ ｎｉ ｍ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅｖ ａ ｌ ｕ ｅｉ ｎｔ ｈ ｅｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈｏ ｒａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔ ｈ ｉ ｓａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｙｃ ｐ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓａｋ ｉ ｎ ｄｏ ｆＡ Ｃｓ ｉ ｎ ａ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ． Ｔ ｈ ｅｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｉ ｎ ａ ｌ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｈｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｏ ｇ ｇ ｇ ，ａ ｎ ｄｔ ａ ｋ ｅａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｅｏ ｆｒ ｉ ｎ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅｔ ｏｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｔａ ｎ ｄｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔｓ ｉ ｎ ａ ｌｗ ｉ ｔ ｈｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｉ ｓ ｅｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｈ ｅｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄｌ ｉ ｕ ｉ ｄ ｇ ｇｅ ｇ ｐ ｑ ， ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｎ ｄｏ ｔ ｈ ｅ ｒｐ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｎｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｓｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｕ ｉ ｄｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｉ ｎ ａ ｌ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅａ ｍ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｙａ ｐ ｑ ｙｓ ｇ ｐ ， ｔ ｈ ｅｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔｏ ｆｌ ｉ ｕ ｉ ｄｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ａ ｓｒ ｅ ａ ｒ ｄ ｅ ｄａ ｓｈ ｉ ｈ ａ ｎ ｄＡ Ｄ ６ ３ ７ｃ ｈ ｉ ｓｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｈｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｑ ｙｈ ｇ ｇ ｐ ｇ ， ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｎ ｄｈ ｉ ｈｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｍ ｌ ｅｏ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｓ ｏｏ ｎ ． ｙａ ｇ ｐ ｐ ： ； ；Ａ ； ；Ａ 犓 犲 狑 狅 狉 犱 狊 ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｌ ｉ ｕ ｉ ｄ Ｃｓ ｉ ｎ ａ ｌ ｒ ｉ ｎ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ Ｄ ６ ３ ７ ｙ ｑ ｇ ｇｅ 狔
测量的精确度 ， 减小对溶 液 的 干 扰 ， 采 用 了 如 下 两 种 方 式： ）根据交流信号的特性 ， 在溶液中采用交流信号 作为 激 励 １ 信号 ， 一定程度上克服了传 统 直 流 激 励 容 易 电 解 从 而 影 响 液体电阻率测量精度 的 不 足 ； 固定 ２）物 理 电 极 采 用 环 形 ， 有 效 地 均 匀 电 流 分 布， 使液体均匀 在绝 缘 的 圆 柱 体 上 面 ，
面也可以通 过 电 阻 率 的 测 定 来 分 析 判 定 溶 液 的 性 质 。 因 此溶液电阻率在现实中具有重要的参考价值 。
励 的 作 用 下 ， 正负离子定向运 动， 在电极附近得失电子产生电解现象 ， 改变溶液相关离子
·５ ７·
３卷 第３