一種具有無線充電功能的自潔型pH計裝置的制作方法

該發明涉及pH計裝置領域，具體涉及一種具有自潔功能且利用電磁波信號無線充電的pH計裝置。

背景技術：

海水利用亦是解決我國沿海地區水資源短缺的重要途徑。由于海洋環境監測受到海洋監測環境惡劣和監測對象種類復雜多樣等諸多因素的影響，普通設備與技術很難實現。目前，利用無線傳感器網絡建設的海洋環境立體監測系統是比較行之有效的方法，同時也是當今前沿性的研究熱點方向之一。

一般來講，對于海水水質的監測需要監測眾多指標，例如溶解氧、鹽度、溫度和pH值等，其中pH值是非常重要的指標。但是現有的pH計都有一個共同的問題，即每使用一次就需要清洗一次以保證測量的準確性。對于需要長期連續監測水質并且維護成本較高的場合，這種pH計也就不再實用。例如海洋水質的在線實時監測網絡中，每個節點都需要長期連續并且獨立的工作，所以pH計的自清潔功能也就非常重要。

另外，現有pH計裝置依靠其攜帶的電池工作，連續工作時間較短，在海洋環境下電池的更換也非常困難，所以如何使pH計長期連續工作也是一項重要課題。

技術實現要素：

本發明的目的是改進現有pH計，使pH計具有自清潔功能，以滿足pH計需要長期連續工作的要求。本發明的技術方案如下：

一種具有無線充電功能的自潔型pH計裝置，包括pH計主體(1)、與其相連的電極球泡(3)、電池和無線充電模塊，其特征在于，在pH計主體(1)連接有電極球泡(3)的一端設置有超聲波輻射平板(4)和超聲波模塊(2)，超聲波輻射平板(4)位于電極球泡周圍，用于使得超聲波模塊(2)生成的超聲波在電極球泡(3)表面附近形成震蕩；

所述的無線充電模塊包括LC調諧回路、耦合電路和倍壓整流電路，LC調諧回路通過天線接收外界的電磁波能量，耦合電路將LC調諧回路獲得的能量傳輸到倍壓整流電路；倍壓整流電路的作用是整流與提升電壓，提供能量為pH計電池充電。

本發明解決了pH傳感器表面的自清潔問題和供能問題，從而可以對海洋水質進行長期連續監測。

附圖說明

圖1是本發明所提出的自清潔pH計的結構示意圖；

圖2是pH計的局部放大示意圖；

圖3是超聲波模塊的電路原理框圖；

圖4是無線充電模塊電路原理框圖；

圖5是無線充電模塊電路圖。

1pH計主體；2超聲波模塊；3pH計電極球泡；4超聲波輻射平板5pH計電池；6接地線；7天線；8耦合電路部分；9倍壓整流電路部分；10LC調諧回路部分；

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式進一步詳細的說明。

圖1為pH計的結構示意圖，pH計包括pH計主體1、超聲波模塊2、pH計電極球泡3和超聲波輻射平板4。pH計主體1內部為含飽和AgCl的3mol/L kcl緩沖溶液，pH值為7。正常情況下，待測溶液中的H離子可以通過所述pH計電極球泡3進入到pH計主體1內部，所述pH計主體1內部的電極會檢測到電位變化，從而得出待測溶液的pH值。當所述pH計電極球泡3表面被待測溶液污染時，H離子通道會被堵塞，pH計便檢測不到電位變化，即無法正確檢測pH值。

本發明在pH計主體1靠近電極球泡3的位置固定有超聲波模塊2。超聲波模塊2包括超聲波發生器和超聲波換能器。超聲波發生器包括信號發生器、功率放大器、匹配電路和反饋電路。超聲波發生器是一個功率發生器，產生一定頻率的正弦(或類似正弦)信號，通過電纜傳導給換能器；所述信號發生器產生一個特定頻率的脈沖信號，這個特定頻率為換能器自身的機械諧振頻率；所述功率放大器用來將所述信號發生器產生的脈沖信號放大；所述匹配電路可以使換能器將電信號高效率的轉化為超聲波信號；所述反饋電路保證了換能器始終工作在一個合適的頻率范圍內。

如圖2所示，所述超聲波模塊2通過產生超聲波信號，并通過超聲波輻射平板4的發射，對pH計電極球泡3表面附近的溶液進行震蕩，使其球泡3表面的污染物脫離，釋放H離子通道，使pH計恢復靈敏。

如圖4所示，所述無線充電模塊包括LC調諧回路、耦合電路、倍壓整流電路和pH計電池。所述LC調諧回路接收天線輸入的電磁波信號，通過調節可變電容C，使調諧回路產生與輸入信號產生諧振；所述耦合電路將所述調諧回路獲得的能量傳輸到所述倍壓整流電路；所述倍壓整流電路作用是整流與提升電壓，提供能量給pH計電池充電。

如圖5所示，所述LC調諧回路部分10包括天線7、可調電容C1與接地線6。所述天線7用來接收電磁波信號；所述可調電容C1用來調節LC調諧回路的固有頻率。所述耦合電路部分8包括電感L1和電 感L2，二者用來將所述LC調諧回路部分10產生的電壓耦合到倍壓整流電路部分9。所述倍壓整流電路部分9包括電容C2、電容C3、二極管D1和二極管D2，用來將升壓電壓和整流電流，最終給所述pH計電池5充電。