Konduktometrijski senzori razine - izvedba i princip rada

Standardni zadatak, vrlo čest u industriji, posebice u prehrambenoj, jest signalizirati kada je dosegnuta određena razina tekućine u posudi. Postoje mnoge metode za rješavanje ovog problema, ali najjednostavniji i najjeftiniji način je korištenje konduktometrijskih senzora razine.

Takvi senzori mogu uspješno raditi s električno vodljivim tekućinama s vodljivošću od 0,2 S / m ili više. Takve tekućine uključuju pitku i industrijsku vodu, slabe otopine baza, kiselina, otpadne vode i tekućine iz hrane (npr. kvasac ili pivo).

Princip rada konduktometrijskih senzora temelji se na činjenici da kada tekućina u spremniku dosegne određenu razinu, radna tekućina zatvara elektrodu senzora na tijelo metalnog spremnika ili na dodatnu elektrodu samog senzora, uzrokujući električna struja u krugu senzora. Kao rezultat toga, zatvaranje kruga senzora uzrokuje aktiviranje releja, koji zauzvrat kontrolira odgovarajući krug.

Prema uvjetima temperature i tlaka, konduktometrijski senzori razine u osnovi mogu raditi na temperaturama do + 350 ° C i pri tlakovima do 6,3 MPa, što je određeno materijalom izolatora elektrode, a proizvođač navodi specifične vrijednosti u popratnoj dokumentaciji.

Prepreke normalnom radu konduktometrijskog senzora mogu biti: jako pjenjenje tekućine, jako isparavanje radnog medija, stvaranje izolacijskih naslaga na osjetljivom elementu senzora i vodljivih naslaga na njegovom izolatoru. Proizvođač nastoji spriječiti sve te prepreke odabirom prikladnijeg materijala za senzor.

Pogledajmo fiziku tijeka rada konduktometrijskog senzora, odnosno malo ćemo se dotaknuti suštine konduktometrije. Električni otpor otopine, odnosno - njegov električna provodljivost, karakteriziraju sposobnost dane otopine da do određene mjere provodi električnu struju.

Ti su parametri usko povezani s fizikalno-kemijskim svojstvima otopljene tvari i otapala: koncentracija otopljenih iona i njihova pokretljivost, naboj tih iona, temperatura otopine, tlak i mnogi drugi čimbenici.

Električna vodljivost se mjeri u Siemensu po centimetru (S/cm). Karakteristika ultračistih i čistih voda je otpor izražen u omima po centimetru (ohm * cm).

Prema terminologiji konduktometrije, konduktometrijska ćelija je osjetljivi element senzora, karakterizirana je konstantom ćelije.

U klasičnom obliku, konduktometrijska ćelija sastoji se od dvije paralelne elektrode površine nekoliko četvornih centimetara koje su uronjene u otopinu, a razmak između njih je obično nekoliko centimetara.

Za svaki tako instalirani senzor može se unijeti konstanta(e) ćelije i izraziti u 1/cm. Danas je sve više konduktometrijskih senzora s elektrodama od nehrđajućeg čelika, dok su konstante različite.

Senzori razine vodljivosti mogu pratiti jednu ili više specificiranih razina vodljive tekućine. A princip je uvijek isti — električna vodljivost tekućine razlikuje se od električne vodljivosti zraka, koju fiksiraju elektrode. Senzori mogu biti jednoelektrodni ili višeelektrodni, što vam omogućuje praćenje više razina tekućine.

U svom najjednostavnijem obliku, konduktometrijski senzor razine je izrađen od elektroda od nehrđajućeg čelika, od kojih jedna služi kao zajednička u upravljačkom krugu i ugrađena je u spremnik tako da je njen radni dio u stalnom kontaktu s tekućinom, posebice vodljivo tijelo spremnika s tekućinom može postati zajednička elektroda... Ostale elektrode bit će signalizirane i nalaze se na određenim razinama koje treba pratiti.

U procesu punjenja spremnika tekućinom, signalne elektrode su sukcesivno u kontaktu s tom tekućinom, a krugovi se zatvaraju jedan za drugim. Sukladno tome, aktiviraju se izlazi signala uređaja.

Senzori s jednom elektrodom prikladni su za upotrebu u zatvorenim ili otvorenim metalnim spremnicima. Ulošci senzora mogu biti PTFE, keramički ili plastični. Šipke su izrađene od nehrđajućeg čelika.U izradi senzora posebna se pažnja posvećuje njihovoj strukturi koja mora spriječiti lažne alarme uslijed nakupljanja tekućine.

Konduktometrijski senzori razine s pet elektroda, četiri elektrode i tri elektrode koriste se za praćenje, kao što je gore navedeno, nekoliko razina tekućine u spremniku, čak i ako stijenke spremnika nisu vodljive, odnosno izrađene su od izolacijskog materijala kao što je kao plastika.