CN111157587B - 一种微重力环境用电导率传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微重力环境用电导率传感器，包括安装座、设于安装座下侧的内电极、以及设于内电极外周的外电极，所述外电极上设有至少一层排气孔，所述内电极靠近安装座的一端与外电极之间设有绝缘隔离件，所述绝缘隔离件底部延伸至最上层的排气孔顶部以下。本发明具有结构简单、可靠，有利于抑制微重力环境下的测试误差等优点。

Description

一种微重力环境用电导率传感器

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种微重力环境用电导率传感器。

背景技术

电导率传感器是一种对液体电导率进行测量的传感器，广泛应用于实验室、工业生产和探测领域等，成为工业生产、载人航天及海洋研究领域一种重要的检测与监测装置。通过电导率传感器快速、准确地实现对溶液电导率监测，为控制***运行提供有效数据，对确保人身安全和提高生产质量发挥极其重要的作用。

空间微重力环境会带来一系列应用问题，对电导率传感器测试产生重要影响。特别的，要考虑实际应用条件下的具体环境条件和要求，否则测试误差会导致严重后果。惯性力在地表重力场中起主导作用，气液两相流中气泡上升主要是由于浮力作用的结果，同时表面张力会对小直径管中毛细流动产生影响。但在微重力环境下，浮力、流体静压及自然对流不复存在，而溶液中的表面张力上升到主导地位。因此，根据微重力应用环境特点及要求，开展电导率传感器探头结构的优化设计，对抑制测试误差具有重要的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、可靠，有利于抑制测试误差的微重力环境用电导率传感器。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种微重力环境用电导率传感器，包括安装座、设于安装座下侧的内电极、以及设于内电极外周的外电极，所述外电极上设有至少一层排气孔，所述内电极靠近安装座的一端与外电极之间设有绝缘隔离件，所述绝缘隔离件底部延伸至最上层的排气孔顶部以下。

作为上述技术方案的进一步改进：所述排气孔设有多层，最上层的排气孔为矩形孔，其余各层排气孔为圆孔。

作为上述技术方案的进一步改进：所述矩形孔短边的长度大于所述圆孔的直径。

作为上述技术方案的进一步改进：各层所述排气孔设有多个并沿圆周方向均匀布置。

作为上述技术方案的进一步改进：还包括导流件，所述导流件内设有沿竖向布置的导流通道，所述导流通道下端连接有进液口，上端连接有出液口。

作为上述技术方案的进一步改进：所述排气孔由电火花加工而成。

作为上述技术方案的进一步改进：所述绝缘隔离件为绝缘套并套设于所述内电极上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：对于电导率传感器而言，地面试验时，驻留气泡会在重力作用下自动分离从而确保测试结果的准确性。但在空间微重力环境下，气泡会粘附于电极板上或悬浮于溶液中，直接影响电导率测试结果：一方面若传感器标定过程无驻留气泡时，标定公式能够反映出传感器真实状态，使用过程中气泡会产生误差，导致示值较实际参量偏小；另一方面若传感器标定过程中有驻留气泡时，会直接影响标定的准确性，使传感器产生***误差，导致测试结果具有随机性。本申请的发明人经过大量的分析、试验后发现，出现驻留气泡的主要原因在于传感器结构内部存在半封闭腔室，半封闭腔室内驻留气体导致测试过程中传感器示值不稳定，本发明公开的微重力环境用电导率传感器，内电极与外电极之间通过绝缘隔离件实现连接，保证密封性和可靠性，外电极上设置排气孔，使得大量的弥散状泡状流不会聚集，并随着流动的液体被冲走，绝缘隔离件底部延伸至最上层的排气孔顶部以下，可以消除半封闭腔室，进而避免气泡在传感器内部的驻留。经验证，本发明的电导率传感器测试过程中示值保持稳定，测试准确性大大提高。

附图说明

图1是本发明微重力环境用电导率传感器的主视结构示意图。

图2是图1的A向视图。

图3是本发明微重力环境用电导率传感器的侧视结构示意图。

图4是本发明中的导流件的结构示意图。

图中各标号表示：1、安装座；2、内电极；3、外电极；31、排气孔；4、绝缘隔离件；5、导流件；51、导流通道；52、进液口；53、出液口。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1至图3示出了本发明微重力环境用电导率传感器的一种实施例，本实施例的微重力环境用电导率传感器，包括安装座1、设于安装座1下侧的内电极2、以及设于内电极2外周的外电极3，外电极3上设有多层排气孔31，内电极2靠近安装座1的一端与外电极3之间设有绝缘隔离件4，绝缘隔离件4底部延伸至最上层的排气孔31顶部以下(当仅设置一层排气孔31时，该层排气孔31即为最上层)。作为优选的技术方案，内电极2、外电极3优选采用钛合金材料，通过超精密车削加工而成，并保证表面加工质量，提高电极表面的洁净度和光滑度，减少气泡在电极粘附或驻留的概率。

该微重力环境用电导率传感器，内电极2与外电极3之间通过绝缘隔离件4实现连接，保证密封性和可靠性，外电极3上设置排气孔31，使得大量的弥散状泡状流不会聚集，并随着流动的液体被冲走，绝缘隔离件4底部延伸至最上层的排气孔31顶部以下，可以消除半封闭腔室，进而避免气泡在传感器内部的驻留，经验正，本发明的电导率传感器测试过程中示值保持稳定，测试准确性大大提高。

进一步地，本实施例中，排气孔31设有多层，最上层的排气孔31为矩形孔，有利于改善内电极2和外电极3之间溶液的流动状况，其余各层排气孔31为圆孔，便于加工制成。

更进一步地，本实施例中，矩形孔短边的长度大于圆孔的直径，便于通过液体的流动有效带走聚集的气泡，消除气泡对实际测试的影响。

作为优选的技术方案，本实施例中，各层排气孔31设有多个并沿圆周方向均匀布置，有利于保持外电极3各方向结构的一致性。

作为优选的技术方案：微重力环境用电导率传感器还配套设置有导流件5，导流件5内设有沿竖向布置的导流通道51，导流通道51下端连接有进液口52，上端连接有出液口53。电导探头置于导流件5的导流通道51内，将传统的溶液轴向流动转换为径向流动，避免气泡在探头内部驻留。

作为优选的技术方案，本实施例中，排气孔31由电火花加工而成。

作为优选的技术方案，本实施例中，绝缘隔离件4为绝缘套并套设于内电极2上。绝缘隔离件4采用绝缘套并套设于内电极2上，结构简单、可靠，便于安装。

本发明微重力环境用电导率传感器的工作原理：交流供电电路产生交流信号为外电极3提供正弦波信号，信号采集电路通过内电极2将水质信号采集后转换为电信号，最终实现对电导率的检测。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种微重力环境用电导率传感器，其特征在于：包括安装座(1)、设于安装座(1)下侧的内电极(2)、以及设于内电极(2)外周的外电极(3)，所述外电极(3)上设有至少一层排气孔(31)，所述内电极(2)靠近安装座(1)的一端与外电极(3)之间设有绝缘隔离件(4)，所述绝缘隔离件(4)为圆柱状且底部延伸至最上层的排气孔(31)顶部以下，还包括导流件(5)，所述导流件(5)内设有沿竖向布置的导流通道(51)，所述导流通道(51)下端连接有进液口(52)，上端连接有出液口(53)，所述进液口(52)与所述出液口(53)分别位于所述导流通道(51)的两侧面，导流件(5)将溶液轴向流动转换为径向流动。

2.根据权利要求1所述的微重力环境用电导率传感器，其特征在于：所述排气孔(31)设有多层，最上层的排气孔(31)为矩形孔，其余各层排气孔(31)为圆孔。

3.根据权利要求2所述的微重力环境用电导率传感器，其特征在于：所述矩形孔短边的长度大于所述圆孔的直径。

4.根据权利要求1所述的微重力环境用电导率传感器，其特征在于：各层所述排气孔(31)设有多个并沿圆周方向均匀布置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的微重力环境用电导率传感器，其特征在于：所述排气孔(31)由电火花加工而成。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的微重力环境用电导率传感器，其特征在于：所述绝缘隔离件(4)为绝缘套并套设于所述内电极(2)上。

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