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原文传递一种高通量液体电导率测量设备

专利名称：	一种高通量液体电导率测量设备
摘要：	一种高通量液体电导率测量设备，属于材料测试装置领域，用于高通量测量和监测液体在不同温度的电导率。设备包括高通量电导率测量仪表、温度控制模块、多通道电导率测量电极夹具和电导率测量电极和计算机端控制软件。本发明测量设备可实现对液体电导率的高通量测量，主要应用于不仅限于非水系锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池等电池领域电解液的电导率测量工作，适用于各种实验室环境，也适用于工业领域其它液体电导率的测量和在线监测，能够在极短时间内，自动化地完成大量液体样品的电导率测量和记录，具备足够的精度和可靠性，宽泛的测量量程，良好的可扩展性和兼容性，能够极大地提高实验效率，同时具备相对低廉的成本、紧凑的结构外形和易维护性等优势。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京科技大学
发明人：	李平;谭奇伟;赵汪;安富强;韩坤;曲选辉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910002562.2
公开号：	CN109856195A
代理机构：	北京市广友专利事务所有限责任公司
代理人：	张仲波
分类号：	G01N27/07(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路30号
主权项：	1.一种高通量液体电导率测量设备，其特征在于设备包括：高通量电导率测量仪表、温度控制模块、多通道电导率测量电极夹具和电导率测量电极和计算机端控制软件；其中，高通量电导率测量仪表的功能是输出激励信号和接收响应信号，同时承担与计算机通信和控制温度控制模块的任务，主要用于测量和记录各个通道的液体电导率，同时向温度控制模块输出控制指令并接收回传自温度控制模块的样品温度信号；温度控制模块主要功能是控制被测液体样品达到所需测量的目标温度，同时采集液体样品的温度并回传至高通量电导率测试仪表；多通道电导率测量电极夹具主要用于夹持电导率测量电极，每个电极放入一个被测液体样品中，每个多通道电导率测量电极夹具默认预留96个位置，可用于安装96个电导率测量电极，以实现同时测量和检测96组液体样品电导率的功能；计算机端控制软件安装于计算机端，计算机可通过RS-485串行通信总线与高通量电导率测试仪表连接，用于读取由高通量电导率测试仪表上传的液体电导率和温度数据，进行后续校正、整理和存储。 2.如权利要求1所述的应用于高通量液体电导率测量设备，其特征在于，高通量电导率测量仪表，每台仪表默认设置96个独立测量通道，可分别连接96个电导率测量电极；每个测量电极由8个测量单元组成，每个测量单元提供12个独立测量通道，8个单元各自分配不同硬件地址，然后通过RS-485总线进行连接，其中编号为1的单元负责与计算机通信，同时控制温度控制模块；每个单元内部，由一个带有RS-485通信功能的核心测量模块和一个12路多路复用器组成，测量过程采用轮询式测量的方法，由12路多路复用器控制切换到某一路进行测量，由核心测量模块发送激励信号和接收响应信号，实现对某一路电导率的测量并记录；由于该设备具有高的可扩展性，单台设备在不考虑设备体积的情况下，可以通过增加设备内的单元数来提高测量通道数，最高可支持3072个独立的电导率测量通道。 3.如权利要求1所述的应用于高通量液体电导率测量设备，其特征在于，温度控制模块，通过RS-485与高通量电导率测量仪表，接受其控制指令并向其回传实时监测到的液体样品温度；温度控制模块主要功能是通过加热或制冷的方法使被测液体样品达到测量所需的温度，控温范围-40～100℃，控温精度≤±0.5℃，各样品之间温度误差≤0.5℃；根据实际测试需求，温度控制模块可以为每个液体样品提供均一的温度环境，也可提供不同的温度环境；根据测试环境的不同选择，温度控制模块使用包括：高低温试验箱、恒温水浴、恒温油浴、恒温金属浴方式；用于温度采集的探头使用包括：PT100热电阻、DS18B20温度传感器在内的小型器件，直接浸入被测液体样品中。 4.如权利要求1所述的应用于高通量液体电导率测量设备，其特征在于，多通道电导率测量电极夹具和电导率测量电极，多通道电导率测量电极夹具使用模块化设计，可根据盛装液体样品的容器大小、排列间距、排列方式和数量改变夹具的位置，以保证电导率测量电极能够准确地、不受干扰地放入被测液体样品容器中；电导率测量电极可根据实际测试环境需要，选择市售的国内外厂商生产的电导率测量电极，经校准后使用。 5.如权利要求1所述的应用于高通量液体电导率测量设备，其特征在于，计算机端控制软件，除可以使用默认的RS-485通信总线外，还可选择性使用RS-232、RS-422或者CAN总线实现与设备的连接，软件能实时监测和记录包括通道编号、对应通道的电导率数值、对应通道液体的温度；另外，计算机端控制软件还设定了所需测量的液体样品温度范围，通过RS-485总线将指令传至高通量液体电导率测量设备，在测量过程中，高通量液体电导率测量设备控制温度控制设备，使液体样品达到所需测量温度后进行测量。软件界面友好易操作，且具备用户权限管理功能，合成完毕后，以Excel格式输出合成过程信息记录，包含样品自动编号、样品组分、合成时间、合成情况信息，另外，该软件提供数据库连接API，能够与包括Oracle、SQL Server、MySQL、MariaDB、DB2在内的数据库实现连接，能将合成过程记录的信息直接导入数据库。
所属类别：	发明专利