Conductometric level sensors - disenyo at prinsipyo ng operasyon

Ang isang karaniwang gawain, na karaniwan sa industriya, lalo na sa industriya ng pagkain, ay ang magsenyas kapag naabot na ang isang tiyak na antas ng likido sa isang lalagyan. Mayroong maraming mga paraan upang malutas ang problemang ito, ngunit ang pinakasimpleng at pinakamurang paraan ay ang paggamit ng mga sensor ng antas ng conductometric.

Ang ganitong mga sensor ay maaaring matagumpay na gumana sa mga electrically conductive na likido na may conductivity na 0.2 S / m o higit pa. Ang mga naturang likido ay kinabibilangan ng maiinom at pang-industriya na tubig, mahihinang solusyon ng mga base, mga asido, basurang tubig at mga likido sa pagkain (hal. yeast o beer).

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga conductometric sensor ay batay sa katotohanan na kapag ang likido sa lalagyan ay umabot sa isang tiyak na antas, ang gumaganang likido ay nagsasara ng sensor electrode sa katawan ng tangke ng metal o sa karagdagang elektrod ng sensor mismo, na nagiging sanhi ng isang electric current sa sensor circuit. Bilang resulta, ang pagsasara ng sensor circuit ay nagiging sanhi ng pag-activate ng relay, na kung saan ay kumokontrol sa kaukulang circuit.

Ayon sa mga kondisyon ng temperatura at presyon, ang mga sensor ng antas ng conductometric ay karaniwang may kakayahang magtrabaho sa mga temperatura hanggang sa + 350 ° C at sa mga presyon hanggang sa 6.3 MPa, na tinutukoy ng materyal ng electrode insulator, at ang tagagawa ay nagpapahiwatig ng mga tiyak na halaga. sa kasamang dokumentasyon.

Ang mga hadlang sa normal na operasyon ng conductometric sensor ay maaaring: malakas na foaming ng likido, malakas na pagsingaw ng working medium, pagbuo ng mga insulating deposit sa sensitibong elemento ng sensor at conductive deposits sa insulator nito. Sinusubukan ng tagagawa na pigilan ang lahat ng mga hadlang na ito sa pamamagitan ng pagpili ng isang mas angkop na materyal para sa sensor.

Tingnan natin ang pisika ng daloy ng trabaho ng isang conductometric sensor, iyon ay, bahagyang hawakan natin ang kakanyahan ng conductometry. Ang electrical resistance ng solusyon, ayon sa pagkakabanggit - nito electrical conductivity, nailalarawan ang kakayahan ng isang ibinigay na solusyon na magsagawa ng electric current sa isang tiyak na lawak.

Ang mga parameter na ito ay malakas na nauugnay sa mga katangian ng physico-kemikal ng solute at ang solvent: ang konsentrasyon ng mga dissolved ions at ang kanilang kadaliang mapakilos, ang singil ng mga ion na ito, ang temperatura ng solusyon, ang presyon at maraming iba pang mga kadahilanan.

Ang electrical conductivity ay sinusukat sa Siemens per centimeter (S/cm). Ang katangian ng ultrapure at dalisay na tubig ay ang paglaban na ipinahayag sa ohms per centimeter (ohm * cm).

Ayon sa terminolohiya ng conductometry, ang isang conductometric cell ay isang sensitibong elemento ng isang sensor, ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang cell constant.

Sa klasikong anyo, ang conductometric cell ay binubuo ng dalawang parallel electrodes na may isang lugar ng ilang square centimeters, na nahuhulog sa isang solusyon, at ang distansya sa pagitan ng mga ito ay karaniwang ilang sentimetro.

Para sa bawat naka-install na sensor, ang cell constant (s) ay maaaring ipasok at ipahayag sa 1/cm. Ngayon, parami nang parami ang mga conductometric sensor na may hindi kinakalawang na asero na mga electrodes, habang ang mga constant ay iba.

Maaaring subaybayan ng mga sensor ng antas ng conductivity ang isa o higit pang mga tinukoy na antas ng isang conductive fluid. At ang prinsipyo ay palaging pareho - ang electrical conductivity ng likido ay naiiba sa electrical conductivity ng hangin, na inaayos ng mga electrodes. Ang mga sensor ay maaaring single-electrode o multi-electrode, na nagpapahintulot sa iyo na subaybayan ang maraming antas ng likido.

Sa pinakasimpleng anyo nito, ang isang conductometric level sensor ay gawa sa hindi kinakalawang na asero na mga electrodes, na ang isa ay nagsisilbing karaniwan sa control circuit at naka-install sa lalagyan upang ang gumaganang bahagi nito ay palaging nakikipag-ugnay sa likido, lalo na, ang Ang conductive body ng lalagyan na may likido ay maaaring maging karaniwang elektrod ... Ang iba pang mga electrodes ay magiging signal at matatagpuan sa ilang mga antas na susubaybayan.

Sa proseso ng pagpuno ng lalagyan ng likido, ang mga electrodes ng signal ay sunud-sunod na nakikipag-ugnay sa likidong ito, at ang mga circuit ay sarado nang isa-isa. Alinsunod dito, na-trigger ang mga output ng signal ng device.

Ang mga solong electrode sensor ay angkop para sa paggamit sa sarado o bukas na mga lalagyan ng metal. Ang mga bushing ng sensor ay maaaring PTFE, ceramic o plastik. Ang mga pamalo ay gawa sa hindi kinakalawang na asero.Sa paggawa ng mga sensor, ang espesyal na pansin ay binabayaran sa kanilang istraktura, na dapat maiwasan ang mga maling alarma dahil sa akumulasyon ng likido.

Ang five-electrode, four-electrode at three-electrode conductometric level sensor ay ginagamit upang subaybayan, tulad ng nabanggit sa itaas, ang ilang mga antas ng likido sa isang lalagyan, kahit na ang mga dingding ng lalagyan ay hindi conductive, iyon ay, gawa sa isang insulating material tulad bilang plastik.