Konduktometriskie līmeņa sensori - konstrukcija un darbības princips
Standarta uzdevums, kas ir ļoti izplatīts rūpniecībā, jo īpaši pārtikas rūpniecībā, ir signalizēt, kad traukā ir sasniegts noteikts šķidruma līmenis. Šīs problēmas risināšanai ir daudz metožu, taču vienkāršākais un lētākais veids ir izmantot konduktometriskos līmeņa sensorus.
Šādi sensori var veiksmīgi strādāt ar elektriski vadošiem šķidrumiem, kuru vadītspēja ir 0,2 S / m vai vairāk. Šādi šķidrumi ir dzeramais un rūpnieciskais ūdens, vāji bāzu šķīdumi, skābes, notekūdeņi un pārtikas šķidrumi (piemēram, raugs vai alus).
Konduktometrisko sensoru darbības princips ir balstīts uz to, ka, šķidrumam tvertnē sasniedzot noteiktu līmeni, darba šķidrums aizver sensora elektrodu metāla tvertnes korpusam vai paša sensora papildu elektrodam, izraisot elektriskā strāva sensora ķēdē. Rezultātā sensora ķēdes aizvēršana izraisa releja aktivizēšanos, kas savukārt kontrolē atbilstošo ķēdi.
Atbilstoši temperatūras un spiediena apstākļiem konduktometriskie līmeņa sensori pamatā spēj darboties temperatūrā līdz + 350 ° C un spiedienā līdz 6,3 MPa, ko nosaka elektrodu izolatora materiāls, un ražotājs norāda konkrētas vērtības. pavaddokumentācijā.
Šķēršļi konduktometriskā sensora normālai darbībai var būt: spēcīga šķidruma putošana, spēcīga darba vides iztvaikošana, izolācijas nosēdumu veidošanās uz sensora jutīgā elementa un vadoši nogulsnes uz tā izolatora. Visus šos šķēršļus ražotājs cenšas novērst, izvēloties sensoram piemērotāku materiālu.
Apskatīsim konduktometriskā sensora darba plūsmas fiziku, tas ir, nedaudz skarsim konduktometrijas būtību. Šķīduma elektriskā pretestība attiecīgi — tā elektrovadītspēja, raksturo dotā risinājuma spēju zināmā mērā vadīt elektrisko strāvu.
Šie parametri ir cieši saistīti ar izšķīdušās vielas un šķīdinātāja fizikāli ķīmiskajām īpašībām: izšķīdušo jonu koncentrāciju un to kustīgumu, šo jonu lādiņu, šķīduma temperatūru, spiedienu un daudziem citiem faktoriem.
Elektrisko vadītspēju mēra Siemens uz centimetru (S/cm). Īpaši tīru un tīru ūdeņu īpašība ir pretestība, kas izteikta omi uz centimetru (ohm * cm).
Pēc konduktometrijas terminoloģijas konduktometriskā šūna ir jutīgs sensora elements, to raksturo šūnas konstante.
Klasiskā formā konduktometriskā šūna sastāv no diviem paralēliem elektrodiem ar vairāku kvadrātcentimetru laukumu, kas ir iegremdēti šķīdumā, un attālums starp tiem parasti ir vairāki centimetri.
Katram šādam uzstādītam sensoram var ievadīt šūnas konstanti(-es) un izteikt 1/cm. Mūsdienās arvien vairāk konduktometriskajiem sensoriem ir nerūsējošā tērauda elektrodi, savukārt konstantes atšķiras.
Vadītspējas līmeņa sensori var uzraudzīt vienu vai vairākus noteiktus vadoša šķidruma līmeņus. Un princips vienmēr ir viens — šķidruma elektrovadītspēja atšķiras no gaisa elektrovadītspējas, ko fiksē elektrodi.Sensori var būt viena elektroda vai vairāku elektrodu, kas ļauj izsekot vairākiem šķidruma līmeņiem.
Vienkāršākajā formā konduktometriskais līmeņa sensors ir izgatavots no nerūsējošā tērauda elektrodiem, no kuriem viens kalpo kā kopīgs vadības ķēdē un ir uzstādīts tvertnē tā, lai tā darba daļa būtu pastāvīgā saskarē ar šķidrumu, jo īpaši Konteinera ar šķidrumu vadošs korpuss var kļūt par parasto elektrodu... Citi elektrodi būs signāls un atrodas noteiktos līmeņos, kas jāuzrauga.
Tvertnes piepildīšanas procesā ar šķidrumu signālelektrodi secīgi saskaras ar šo šķidrumu, un ķēdes tiek slēgtas viena pēc otras. Attiecīgi tiek iedarbinātas ierīces signāla izejas.
Viena elektroda sensori ir piemēroti lietošanai slēgtos vai atvērtos metāla konteineros. Sensora bukses var būt PTFE, keramikas vai plastmasas. Stieņi ir izgatavoti no nerūsējošā tērauda.Sensoru ražošanā īpaša uzmanība tiek pievērsta to uzbūvei, kurai jānovērš viltus trauksmes signāli šķidruma uzkrāšanās dēļ.
Piecu elektrodu, četru elektrodu un trīs elektrodu konduktometriskos līmeņa sensorus izmanto, lai, kā minēts iepriekš, uzraudzītu vairākus šķidruma līmeņus traukā, pat ja tvertnes sienas nav vadošas, tas ir, izgatavotas no izolācijas materiāla, piemēram, kā plastmasa.