Кондуктометрични датчици за ниво — дизайн и принцип на действие

Стандартна задача, много често срещана в индустрията, по -специално в хранително -вкусовата промишленост, е да сигнализира за достигане на определено ниво на течност в контейнер. Има много методи за решаване на този проблем, но най -простият и най -евтиният начин е да се използват кондуктометрични сензори за ниво.

Такива сензори могат успешно да работят с електропроводими течности с проводимост 0,2 S / m или повече. Такива течности включват питейна и промишлена вода, слаби разтвори на основи, киселини, отпадни води и хранителни течности (например квас или бира).

Принципът на действие на кондуктометричните сензори се основава на факта, че когато течността в контейнера достигне определено ниво, работната течност затваря сензорния електрод към тялото на металния резервоар или към допълнителния електрод на самия сензор, причинявайки електрически ток във веригата на сензора. В резултат на това затварянето на веригата на сензора води до активиране на релето, което от своя страна управлява съответната верига.

Според условията на температура и налягане, кондуктометричните сензори за ниво са в основата си способни да работят при температури до + 350 ° C и при налягане до 6,3 МРа, което се определя от материала на електродния изолатор, а производителят посочва специфични стойности в придружаващата документация.

Пречките за нормалната работа на кондуктометричния сензор могат да бъдат: силно разпенване на течността, силно изпаряване на работната среда, образуване на изолационни отлагания върху чувствителния елемент на сензора и проводими отлагания върху неговия изолатор. Производителят се опитва да предотврати всички тези пречки, като избере по -подходящ материал за сензора.

Нека разгледаме физиката на работния поток на кондуктометричен сензор, тоест леко ще се докоснем до същността на кондуктометрията. Електрическото съпротивление на разтвора, съответно — неговото електропроводимост, характеризират способността на дадено решение да провежда електрически ток до известна степен.

Тези параметри са силно свързани с физико -химичните свойства на разтвореното вещество и разтворителя: с концентрацията на разтворените йони и с тяхната подвижност, с заряда на тези йони, с температурата на разтвора, с налягането и с много други фактори.

Електрическата проводимост се измерва в Siemens на сантиметър (S / cm). Характеристиката на свръхчистите и чисти води е съпротивлението, изразено в ома на сантиметър (ом * см).

Според терминологията на кондуктометрията, кондуктометричната клетка е чувствителен елемент на сензор, тя се характеризира с клетъчна константа.

В класическата форма кондуктометричната клетка се състои от два паралелни електрода с площ от няколко квадратни сантиметра, които са потопени в разтвор, а разстоянието между тях обикновено е няколко сантиметра.

За всеки такъв инсталиран сензор, клетъчната константа (и) може да бъде въведена и изразена в 1 / cm. Днес все повече кондуктометрични сензори имат електроди от неръждаема стомана, докато константите са различни.

Сензорите за ниво на проводимост могат да наблюдават едно или повече определени нива на проводима течност. И принципът винаги е един и същ — електропроводимостта на течността се различава от електропроводимостта на въздуха, която електродите фиксират.Сензорите могат да бъдат едноелектродни или многоелектродни, което ви позволява да проследявате множество нива на течност.

В най -простата си форма кондуктометричен сензор за ниво е направен от електроди от неръждаема стомана, един от които служи като общ в управляващата верига и е инсталиран в контейнера, така че работната му част да е в постоянен контакт с течността, по -специално , проводящото тяло на контейнера с течността може да се превърне в общия електрод … Други електроди ще бъдат сигнални и са разположени на определени нива, които трябва да бъдат наблюдавани.

В процеса на пълнене на контейнера с течност, сигналните електроди последователно са в контакт с тази течност, а веригите се затварят една след друга. Съответно изходите на сигнала на устройството се задействат.

Сензорите с един електрод са подходящи за използване в затворени или отворени метални контейнери. Сензорните втулки могат да бъдат PTFE, керамични или пластмасови. Пръчките са изработени от неръждаема стомана. При производството на сензори се обръща специално внимание на тяхната структура, която е длъжна да предотвратява фалшиви аларми поради натрупване на течност.

Петелектродни, четириелектродни и триелектродни сензори за кондуктометрично ниво се използват за наблюдение, както е отбелязано по-горе, няколко нива на течност в контейнер, дори ако стените на контейнера не са проводими, тоест направени от изолационен материал например пластмаса.