Kondüktometrik seviye sensörleri - tasarım ve çalışma prensibi
Endüstride, özellikle gıda endüstrisinde çok yaygın olan standart bir görev, bir kapta belirli bir sıvı seviyesine ulaşıldığında sinyal vermektir. Bu sorunu çözmenin birçok yöntemi vardır ancak en basit ve ucuz yolu kondüktometrik seviye sensörleri kullanmaktır.
Bu tür sensörler, iletkenliği 0,2 S / m veya daha fazla olan elektriksel olarak iletken sıvılarla başarılı bir şekilde çalışabilir. Bu tür sıvılar arasında içme ve sanayi suyu, zayıf baz çözeltileri, asitler, atık su ve gıda sıvıları (örn. maya veya bira) bulunur.
Kondüktometrik sensörlerin çalışma prensibi, kaptaki sıvı belirli bir seviyeye ulaştığında, çalışan sıvının sensör elektrodunu metal tankın gövdesine veya sensörün kendisinin ek elektroduna kapatması gerçeğine dayanır. sensör devresindeki elektrik akımı. Sonuç olarak, sensör devresinin kapatılması, karşılık gelen devreyi kontrol eden rölenin etkinleşmesine neden olur.
Sıcaklık ve basınç koşullarına göre, kondüktometrik seviye sensörleri temel olarak elektrot yalıtkanının malzemesi tarafından belirlenen + 350 °C'ye kadar olan sıcaklıklarda ve 6,3 MPa'ya kadar olan basınçlarda çalışabilmektedir ve üretici firma tarafından belirli değerler belirtilmektedir. beraberindeki belgelerde.
Kondüktometrik sensörün normal çalışmasının önündeki engeller şunlar olabilir: sıvının kuvvetli köpürmesi, çalışma ortamının kuvvetli buharlaşması, sensörün hassas elemanında yalıtkan birikintilerin oluşması ve yalıtkanında iletken birikintiler. Üretici, sensör için daha uygun bir malzeme seçerek tüm bu engellerin önüne geçmeye çalışır.
Bir kondüktometrik sensörün iş akışının fiziğine bakalım, yani kondüktometrinin özüne biraz dokunacağız. Sırasıyla çözeltinin elektrik direnci — onun elektiriksel iletkenlik, belirli bir çözümün elektrik akımını belirli bir dereceye kadar iletme yeteneğini karakterize eder.
Bu parametreler, çözünenin ve çözücünün fiziko-kimyasal özellikleriyle güçlü bir şekilde ilişkilidir: çözünmüş iyonların konsantrasyonu ve hareketlilikleri, bu iyonların yükü, çözeltinin sıcaklığı, basınç ve diğer birçok faktör.
Elektriksel iletkenlik, santimetre başına Siemens (S/cm) cinsinden ölçülür. Ultra saf ve saf suların özelliği, santimetre başına ohm (ohm * cm) olarak ifade edilen dirençtir.
Kondüktometri terminolojisine göre, bir kondüktometrik hücre bir sensörün hassas bir elemanıdır, bir hücre sabiti ile karakterize edilir.
Klasik formda, kondüktometrik hücre, bir çözeltiye daldırılmış birkaç santimetrekare alana sahip iki paralel elektrottan oluşur ve aralarındaki mesafe genellikle birkaç santimetredir.
Bu tür kurulu her sensör için hücre sabiti(ler) girilebilir ve 1/cm cinsinden ifade edilebilir. Günümüzde, giderek daha fazla sayıda kondüktometrik sensörde paslanmaz çelik elektrotlar bulunurken, sabitler farklıdır.
İletkenlik seviye sensörleri, bir veya daha fazla iletken sıvı seviyesini izleyebilir. Ve prensip her zaman aynıdır - sıvının elektriksel iletkenliği, elektrotların sabitlediği havanın elektriksel iletkenliğinden farklıdır.Sensörler, birden fazla sıvı seviyesini izlemenize olanak tanıyan tek elektrotlu veya çoklu elektrotlu olabilir.
En basit haliyle, bir kondüktometrik seviye sensörü, biri kontrol devresinde ortak olarak hizmet eden ve çalışan kısmı sıvıyla, özellikle de sıvı ile sürekli temas halinde olacak şekilde kaba monte edilen paslanmaz çelik elektrotlardan yapılır. İletken kap gövdesi sıvı ile ortak elektrot haline gelebilir... Diğer elektrotlar sinyal olacak ve izlenecek belirli seviyelerde yer almaktadır.
Kabın sıvı ile doldurulma sürecinde sinyal elektrotları bu sıvı ile art arda temas eder ve devreler birbiri ardına kapanır. Buna göre cihazın sinyal çıkışları tetiklenir.
Tek elektrotlu sensörler, kapalı veya açık metal kaplarda kullanıma uygundur. Sensör burçları PTFE, seramik veya plastik olabilir. Çubuklar paslanmaz çelikten yapılmıştır.Sensörlerin imalatında, sıvı birikmesinden kaynaklanan yanlış alarmları önlemesi gereken yapılarına özel dikkat gösterilmektedir.
Beş elektrotlu, dört elektrotlu ve üç elektrotlu kondüktometrik seviye sensörleri, yukarıda belirtildiği gibi, kabın duvarları iletken olmasa, yani yalıtkan bir malzemeden yapılmış olsa bile, bir kaptaki birkaç sıvı seviyesini izlemek için kullanılır. plastik olarak.