該發(fā)明涉及pH計(jì)裝置領(lǐng)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(jì)裝置。

背景技術(shù)：

海水利用亦是解決我國沿海地區(qū)水資源短缺的重要途徑。由于海洋環(huán)境監(jiān)測受到海洋監(jiān)測環(huán)境惡劣和監(jiān)測對象種類復(fù)雜多樣等諸多因素的影響，普通設(shè)備與技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)。目前，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)是比較行之有效的方法，同時(shí)也是當(dāng)今前沿性的研究熱點(diǎn)方向之一。

一般來講，對于海水水質(zhì)的監(jiān)測需要監(jiān)測眾多指標(biāo)，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(biāo)。但是現(xiàn)有的pH計(jì)都有一個(gè)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(zhǔn)確性。對于需要長期連續(xù)監(jiān)測水質(zhì)并且維護(hù)成本較高的場合，這種pH計(jì)也就不再實(shí)用。例如海洋水質(zhì)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要長期連續(xù)并且獨(dú)立的工作，所以pH計(jì)的自清潔功能也就非常重要。

另外，現(xiàn)有pH計(jì)裝置依靠其攜帶的電池工作，連續(xù)工作時(shí)間較短，在海洋環(huán)境下電池的更換也非常困難，所以如何使pH計(jì)長期連續(xù)工作也是一項(xiàng)重要課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是改進(jìn)現(xiàn)有pH計(jì)，使pH計(jì)具有自清潔功能，以滿足pH計(jì)需要長期連續(xù)工作的要求。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種具有無線充電功能的自潔型pH計(jì)裝置，包括pH計(jì)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(jì)主體(1)連接有電極球泡(3)的一端設(shè)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(diào)諧回路、耦合電路和倍壓整流電路，LC調(diào)諧回路通過天線接收外界的電磁波能量，耦合電路將LC調(diào)諧回路獲得的能量傳輸?shù)奖秹赫麟娐?；倍壓整流電路的作用是整流與提升電壓，提供能量為pH計(jì)電池充電。

本發(fā)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(zhì)進(jìn)行長期連續(xù)監(jiān)測。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所提出的自清潔pH計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是pH計(jì)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(jì)主體；2超聲波模塊；3pH計(jì)電極球泡；4超聲波輻射平板5pH計(jì)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(diào)諧回路部分；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為pH計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖，pH計(jì)包括pH計(jì)主體1、超聲波模塊2、pH計(jì)電極球泡3和超聲波輻射平板4。pH計(jì)主體1內(nèi)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(jì)電極球泡3進(jìn)入到pH計(jì)主體1內(nèi)部，所述pH計(jì)主體1內(nèi)部的電極會檢測到電位變化，從而得出待測溶液的pH值。當(dāng)所述pH計(jì)電極球泡3表面被待測溶液污染時(shí)，H離子通道會被堵塞，pH計(jì)便檢測不到電位變化，即無法正確檢測pH值。

本發(fā)明在pH計(jì)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(fā)生器和超聲波換能器。超聲波發(fā)生器包括信號發(fā)生器、功率放大器、匹配電路和反饋電路。超聲波發(fā)生器是一個(gè)功率發(fā)生器，產(chǎn)生一定頻率的正弦(或類似正弦)信號，通過電纜傳導(dǎo)給換能器；所述信號發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)特定頻率的脈沖信號，這個(gè)特定頻率為換能器自身的機(jī)械諧振頻率；所述功率放大器用來將所述信號發(fā)生器產(chǎn)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(zhuǎn)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(gè)合適的頻率范圍內(nèi)。

如圖2所示，所述超聲波模塊2通過產(chǎn)生超聲波信號，并通過超聲波輻射平板4的發(fā)射，對pH計(jì)電極球泡3表面附近的溶液進(jìn)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(jì)恢復(fù)靈敏。

如圖4所示，所述無線充電模塊包括LC調(diào)諧回路、耦合電路、倍壓整流電路和pH計(jì)電池。所述LC調(diào)諧回路接收天線輸入的電磁波信號，通過調(diào)節(jié)可變電容C，使調(diào)諧回路產(chǎn)生與輸入信號產(chǎn)生諧振；所述耦合電路將所述調(diào)諧回路獲得的能量傳輸?shù)剿霰秹赫麟娐?；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(jì)電池充電。

如圖5所示，所述LC調(diào)諧回路部分10包括天線7、可調(diào)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(diào)電容C1用來調(diào)節(jié)LC調(diào)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(diào)諧回路部分10產(chǎn)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(jì)電池5充電。