Konduktometrični senzorji nivoja - zasnova in princip delovanja

Standardna naloga, zelo pogosta v industriji, še posebej v živilski industriji, je signalizacija, ko je dosežen določen nivo tekočine v posodi. Obstaja veliko načinov za rešitev tega problema, vendar je najenostavnejši in najcenejši način uporaba konduktometričnih senzorjev nivoja.

Takšni senzorji lahko uspešno delujejo z električno prevodnimi tekočinami s prevodnostjo 0,2 S / m ali več. Take tekočine vključujejo pitno in industrijsko vodo, šibke raztopine baz, kislin, odpadno vodo in živilske tekočine (npr. kvas ali pivo).

Načelo delovanja konduktometričnih senzorjev temelji na dejstvu, da ko tekočina v posodi doseže določen nivo, delovna tekočina zapre senzorsko elektrodo na telo kovinskega rezervoarja ali na dodatno elektrodo samega senzorja, kar povzroči električni tok v krogu senzorja. Posledično zapiranje vezja senzorja povzroči aktiviranje releja, ki posledično krmili ustrezno vezje.

Glede na temperaturne in tlačne pogoje lahko konduktometrični senzorji nivoja v bistvu delujejo pri temperaturah do + 350 ° C in pri tlakih do 6,3 MPa, kar je odvisno od materiala izolatorja elektrode, proizvajalec pa navede specifične vrednosti v spremni dokumentaciji.

Ovire za normalno delovanje konduktometričnega senzorja so lahko: močno penjenje tekočine, močno izhlapevanje delovnega medija, nastanek izolacijskih oblog na občutljivem elementu senzorja in prevodnih oblog na njegovem izolatorju. Vse te ovire proizvajalec skuša preprečiti z izbiro ustreznejšega materiala za senzor.

Poglejmo si fiziko poteka dela konduktometričnega senzorja, torej se bomo nekoliko dotaknili bistva konduktometrije. Električni upor raztopine oziroma - njen električna prevodnostoznačujejo sposobnost dane raztopine, da do določene mere prevaja električni tok.

Ti parametri so močno povezani s fizikalno-kemijskimi lastnostmi topljenca in topila: koncentracija raztopljenih ionov in njihova mobilnost, naboj teh ionov, temperatura raztopine, tlak in številni drugi dejavniki.

Električna prevodnost se meri v siemensih na centimeter (S/cm). Značilnost ultračiste in čiste vode je upor, izražen v ohmih na centimeter (ohm * cm).

Po terminologiji konduktometrije je konduktometrična celica občutljiv element senzorja, zanj je značilna konstanta celice.

V klasični obliki je konduktometrična celica sestavljena iz dveh vzporednih elektrod s površino nekaj kvadratnih centimetrov, ki sta potopljeni v raztopino, razdalja med njima pa je običajno nekaj centimetrov.

Za vsak tako nameščen senzor se lahko vnese konstanta(e) celice in se izrazi v 1/cm. Danes je vedno več konduktometričnih senzorjev z elektrodami iz nerjavečega jekla, medtem ko so konstante drugačne.

Senzorji ravni prevodnosti lahko spremljajo eno ali več določenih ravni prevodne tekočine. In princip je vedno enak — električna prevodnost tekočine se razlikuje od električne prevodnosti zraka, ki jo fiksirajo elektrode.Senzorji so lahko enoelektrodni ali večelektrodni, kar omogoča sledenje več nivojem tekočine.

V najpreprostejši obliki je konduktometrični senzor nivoja izdelan iz elektrod iz nerjavečega jekla, od katerih ena služi kot skupna v krmilnem krogu in je nameščena v posodi tako, da je njen delovni del v stalnem stiku s tekočino, zlasti z prevodno telo posode s tekočino lahko postane skupna elektroda ... Druge elektrode bodo signalne in se nahajajo na določenih nivojih, ki jih je treba spremljati.

V procesu polnjenja posode s tekočino so signalne elektrode zaporedno v stiku s to tekočino, tokokrogi pa se zapirajo drug za drugim. V skladu s tem se sprožijo signalni izhodi naprave.

Senzorji z eno elektrodo so primerni za uporabo v zaprtih ali odprtih kovinskih posodah. Senzorske puše so lahko PTFE, keramične ali plastične. Palice so izdelane iz nerjavečega jekla.Pri izdelavi senzorjev je posebna pozornost namenjena njihovi zgradbi, ki mora preprečiti lažne alarme zaradi nabiranja tekočine.

Petelektrodni, štirielektrodni in trielektrodni konduktometrični nivojski senzorji se uporabljajo za spremljanje, kot je navedeno zgoraj, več nivojev tekočine v posodi, tudi če stene posode niso prevodne, to je izdelane iz izolacijskega materiala, npr. kot plastika.