3.1 电导率的测量

　　电导率与盐量浓度的关系是求得准确测量值的重要基础，在设计中使用具有测量电导、温度功能的专用电导电极来测量待测溶液的电导和温度。

　　温度对溶液电导率测量影响很大，当温度升高时，溶液粘度降低，离子运动速度加快，在电场作用下，离子的定向运动也加快，溶液电导率增加；反之溶液温度下降时，溶液电导率减小。因此溶液电导率具有正温度系数。

　　在被测对象不变的情况下，为了统一和比较水质，公认20℃为测量溶液电导率的基准温度，当水温不为20℃时，需要进行温度补偿，折换成20℃时的电导率。将温度为t(℃)时的电导率σt换算至温度为20℃的电导率值。

σ20=Kt·σt 　　　　　　　（1）
式中 σ20—20℃时污液电导率（µS/㎝）；
σt —t℃时污液电导率（µS/㎝）；
Kt —温度换算系数（如表1所示）。

表1 清洗液电导率温度换算系数(Kt)

3.2 等值盐密的测量

　　根据电导率—溶液含盐浓度的关系曲线图，由经温度换算后的电导率查得20℃标准温度时溶液中等值含盐量、清洗后污秽溶液的含盐密度和清洗前包括棉花或刷子的水的含盐密度。得到污秽溶液的等值盐量和清洗后污秽溶液的含盐密度和清洗前包括棉花或刷子的水的含盐密度以后，按下列公式计算出被测绝缘子表面的盐密。

W=10·V·　 　（2）
式中 W—等值附盐密度（mg/㎝²）；
V—蒸馏水量（ml）；
S—绝缘子被测部分的表面积（㎝²）；
D1—清洗后包括污秽溶液的含盐密度；
D2—清洗前包括棉花或刷子的水的含盐密度。

4 系统硬件设计

　　系统采用AT89C52和AT89C55双CPU，HY-19248A1液晶显示，为了降低了硬件成本，在设计中用价格低廉的6264代替双口RAM，整个系统由信号源产生电路、交直流信号处理电路、温度和电导程控放大电路、A/D转换、显示、打印等电路组成。系统结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图

4.1 双CPU的选择

　　为保证系统测量精度和量程范围、解决数据处理和程序存储以及系统设计对接口的要求和软件设计中调试的难题，本设计中采用了AT89C52和AT89C55双CPU设计。两个CPU分工合作，实现系统功能：AT89C52负责按键查询、时钟、A/D转换功能，同时将时间、键值、测量结果数字量写入RAM；AT89C55主要负责计算、显示、打印功能。

4.2 信号源产生及去向电路

　　在溶液电导的测定过程中，当电流通过电极时，由于离子在电极上会发生放电，会产生极化现象引起误差，所以测量电导时要使用频率足够高的交流电，以防止电解产物的产生。在本设计中采用交流信号源，由实时时钟芯片产生1KHZ的方波信号经过分频、隔离转换产生50HZ整数倍的防工频干扰的信号源，信号源有两个去向：一个是经过交、直流转换后作为A/D转换的参考电压，另一路是经过模拟开关切换分别给温度和电导测量电路，作为信号源将物理电阻信号转换为交流电压信号，再经过交、直流转换电路接A/D转换的输入端。

4.3 电导放大电路的设计

　　盐量浓度与电导率关系是测量等值盐密的依据，这一关系直接决定着等值盐密的测量准确程度，因此电导测量及处理电路是硬件方面保证测量精度采取的主要措施。

　　本系统的电导率测量范围在100-1000000µS/CM，在上述测量范围反馈回路的电流可达5mA,而模拟开关一般最大电流为1mA左右，数控电位器也不超过2mA,而且模拟开关导通电阻及漏电流都将影响测量结果，因此，放大器中切换反馈电阻的控制器件采用继电器而不选用通常的模拟开关或数控电位器；构成各级放大器的电阻元件均采用±0.1%精密电阻，保证经调试后其放大倍数的稳定性及测量精度；在电路的设计中选择高精度、低温漂的运放器TL062和TL064构成系统的放大电路；其中TL064分别构成2倍、4倍、8倍放大电路，电导的测量为4大档，每大档有4个小档，共计16个档，经过多路模拟开关控制进行档位切换，保证了测量精度。测量结果和对应的档位写入RAM6264中。