专利名称：溶液电导率测量涉及的电极分布电容动态测定方法
技术领域：
本发明涉及电导池的电极分布电容的动态测定方法，尤其涉及采用三角波为激励信号的电导池的电极分布电容的动态测定方法。
背景技术：
溶液电导率的基本测量方法是测量施加在置入溶液的电极的两端上的电压Ud和流过电极的电流I，计算电极之间的电阻R=UD/I，用G=K/R计算溶液的电导率，其中K为电极常数。但置入溶液内的电极在通电后会产生极化，使测得的电压Ud实质上不是溶液本身两端的电压，而是施加在溶液电阻和涉及溶液/金属电极界面过程的双电层电容(以下简
称电极的双电层电容)这两个串联的虚拟电子器件上的电压，因此公式R=UD/I存在理论误差；为了减小电极极化对测量准确度的影响，基本方法是在电极上施加正负极性对称的交流电，但是在交流激励信号作用下，测得的电流I并不是单纯流过溶液的电流，而是流过溶液电阻支路并联电极分布电容(包含电极极间电容、电极引线电容)支路的总电流，因此使用交流激励方法在减小电极极化影响的同时却引入了电极分布电容对测量的影响。目前公布的多数有关溶液电导率测量方法也只是在减小电极极化对测量准确度的影响前提下消除电极分布电容对测量的影响，并未能消除电极极化对测量准确度的影响，尤其是没有把电极的双电层电容的影响考虑进去。本专利发明人曾在中国专利申请号为200910113046. 3的专利申请书中公开了一种溶液电导率的测量方法，采用电压幅值稳定，频率为ω的正弦信号对电极进行激励；对激励电压信号和电极响应的电流信号同时进行双通道高速A/D变换；计算电压有效值V、电流有效值I、有功功率P ;用电压有效值V除于电流有效值I得到视在电阻m，计算功率因数cos Θ，功率因数角Θ的正切绝对值n，再利用下式计算电极之间的电阻值Rx，
2{mcoCp)n -I- (I + m2ω2Cp2^k+ n2Rx = m^7-￡-^——v；~
(l 十 m:ω:Cp2)" + (l - η!2ω2('ρ2 \η2式中Cp表示电极分布电容；在算得Rx的基础上，利用公式G = K/Rx求取电导率，K为电极常数。采用申请号为200910113046. 3的专利方法最大的优点是可以同时消除电极分布电容和电极的双电层电容两方面的影响。在该申请书中提出的电极分布电容Cp的定标方法是将电极置于空气中，在电极两端施加幅度稳定和频率稳定为Ω的正弦交流激励电压，测出激励电压信号和响应电流信号的有效值，设为U和I，用公式Cp = Ι/(Ωυ)。用该法测定的电极分布电容Cp会存在一些误差，主要原因是，在测试溶液的电导率时，电导池电极之间是充满被测溶液的，而电导池电极之间充满的溶液相当于电极极板之间的一种介质，作为介质的被测溶液的介电常数与空气的会有差异，所以将电极置于空气中测出的电极分布电容与电极置于被测溶液中的电极分布电容会有差异
发明内容
本发明的目的是提供一种动态测定电导池的电极分布电容(包含电极极间电容、电极引线电容)的方法，将电极置于被测溶液中，采用交流对称三角波信号对电极进行激励以在线测出电导池的电极分布电容(以下简称电极分布电容)，因为电极分布电容还与电极引线有关，引线的长度位置形状以及引线周围的环境(如人员走动)均会影响电极分布电容，所以对于精密电导率测量，电极分布电容应该随时测量以备使用，如用作中国专利申请号为200910113046. 3介绍的计算被测溶液的电阻公式的参数，因此电极分布电容是需要动态测定的，也正因如此，本发明的发明名称谓之为溶液电导率测量涉及的电极分布电容动态测定方法。实现上述目的的技术方案是将电极置入被测溶液中，采用电压幅值为U、周期为2T的交流对称三角波信号对电极进行激励，以三角波的波谷或者波峰为起点时刻、以三角波的上波段或者在下波段的3个时间四等分分割点时刻分别为终点时刻对电极响应电流进行积分，设这三个电流积分值分别为I、Q2和q3，利用下式计算电极分布电容Cp。
权利要求
1.溶液电导率测量涉及的电极分布电容动态测定方法，其特征在于采用电压幅值为U、周期为2T的交流对称三角波信号对电极进行激励，以三角波的波谷或者波峰为起点时亥IJ、以三角波的上波段或者在下波段的3个时间四等分分割点时刻分别为终点时刻对电极响应电流进行积分，设这三个电流积分值分别为I、Q2和q3，利用下式获得所需测定的电导池的电极分布电容Cp， C -( (2 1 — cIzY ) (2gi — Q2)4 + O-cIi — A — g3)4 2免一q2 。P U K (3< 2 -3^f1 — (J3)J U(2ql — q2)(3g2 — 3仏—q3)2 2q2 — ql — g3
2.如权利要求I所述的溶液电导率测量涉及的电极分布电容动态测定方法，其特征在于所述的交流对称三角波是指三角波的波峰与波谷的极性相反、幅度相等，上波段与下波段的斜率绝对值相等。
全文摘要
公开溶液电导率测量涉及的电极分布电容动态测定方法采用电压幅值为U、周期固定的交流对称三角波信号对电极进行激励，以三角波的波谷(或者波峰)为起点时刻、以三角波的上波段(或者在下波段)的3个时间四等分分割点时刻分别为终点时刻对电极响应电流进行积分，设这三个电流积分值分别为q1、q2和q3，利用下式获得所需测定的电导池电极分布电容Cp，电导池电极分布电容的动态测定可以为定量化电极分布电容对溶液电导率测量影响的溶液电导率精密测量奠定基础。
文档编号G01R27/26GK102809699SQ20121030572
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者廖晓东, 高杰星, 陈顺凡 申请人:福建师范大学