Konduktometriset tasoanturit - suunnittelu ja toimintaperiaate

Teollisuudessa, erityisesti elintarviketeollisuudessa, hyvin yleinen standarditehtävä on ilmoittaa, kun tietty nestetaso astiassa on saavutettu. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on monia menetelmiä, mutta yksinkertaisin ja halvin tapa on käyttää konduktometrisiä tasoantureita.

Tällaiset anturit voivat työskennellä menestyksekkäästi sähköä johtavien nesteiden kanssa, joiden johtavuus on 0,2 S / m tai enemmän. Tällaisia ​​nesteitä ovat juoma- ja teollisuusvesi, heikot emäsliuokset, hapot, jätevesi ja elintarvikenesteet (esim. hiiva tai olut).

Konduktometristen antureiden toimintaperiaate perustuu siihen, että kun neste säiliössä saavuttaa tietyn tason, työneste sulkee anturielektrodin metallisäiliön runkoon tai itse anturin lisäelektrodiin aiheuttaen sähkövirta anturipiirissä. Tämän seurauksena anturipiirin sulkeminen saa aikaan releen aktivoitumisen, joka puolestaan ​​ohjaa vastaavaa piiriä.

Lämpötila- ja paineolosuhteiden mukaan konduktometriset tasoanturit pystyvät periaatteessa toimimaan jopa + 350 °C:n lämpötiloissa ja enintään 6,3 MPa:n paineissa, mikä määräytyy elektrodieristeen materiaalin mukaan, ja valmistaja ilmoittaa tietyt arvot. mukana olevissa asiakirjoissa.

Esteitä konduktometrisen anturin normaalille toiminnalle voivat olla: nesteen voimakas vaahtoaminen, työväliaineen voimakas haihtuminen, eristyskerrostumien muodostuminen anturin herkälle elementille ja johtavia kerrostumia sen eristimelle. Valmistaja yrittää estää kaikkia näitä esteitä valitsemalla anturille sopivamman materiaalin.

Katsotaanpa konduktometrisen anturin työvirran fysiikkaa, eli kosketamme hieman konduktometrian olemusta. Vastaavasti ratkaisun sähkövastus - sen sähkönjohtavuus, kuvaavat tietyn ratkaisun kykyä johtaa sähkövirtaa tietyssä määrin.

Nämä parametrit liittyvät vahvasti liuenneen aineen ja liuottimen fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin: liuenneiden ionien pitoisuuteen ja liikkuvuuteen, näiden ionien varaukseen, liuoksen lämpötilaan, paineeseen ja moniin muihin tekijöihin.

Sähkönjohtavuus mitataan Siemenseinä senttimetriä kohti (S/cm). Ultrapuhtaiden ja puhtaiden vesien ominaisuus on vastus ilmaistuna ohmeina senttimetriä kohti (ohm * cm).

Konduktometrian terminologian mukaan konduktometrinen kenno on anturin herkkä elementti, sille on tunnusomaista kennovakio.

Klassisessa muodossa konduktometrinen kenno koostuu kahdesta rinnakkaisesta elektrodista, joiden pinta-ala on useita neliösenttimetriä, jotka on upotettu liuokseen, ja niiden välinen etäisyys on yleensä useita senttimetrejä.

Jokaisen tällaisen asennetun anturin kennovakio(t) voidaan syöttää ja ilmaista yksikössä 1/cm. Nykyään yhä useammassa konduktometrisissä antureissa on ruostumattomasta teräksestä valmistetut elektrodit, kun taas vakiot ovat erilaisia.

Johtavuustason anturit voivat valvoa yhtä tai useampaa johtavan nesteen määrättyä tasoa. Ja periaate on aina sama - nesteen sähkönjohtavuus eroaa ilman sähkönjohtavuudesta, jonka elektrodit kiinnittävät.Anturit voivat olla yksielektrodi- tai monielektrodisia, jolloin voit seurata useita nestetasoja.

Yksinkertaisimmassa muodossaan konduktometrinen tasoanturi on valmistettu ruostumattomasta teräksestä valmistetuista elektrodeista, joista yksi toimii yhteisenä ohjauspiirissä ja on asennettu säiliöön siten, että sen työosa on jatkuvassa kosketuksessa nesteeseen, erityisesti säiliön johtava runko nesteen kanssa voi tulla yhteinen elektrodi ... Muut elektrodit ovat signaalia ja sijaitsevat tietyillä tasoilla, joita seurataan.

Säiliön täyttämisessä nesteellä signaalielektrodit ovat peräkkäin kosketuksissa tähän nesteeseen ja piirit suljetaan peräkkäin. Vastaavasti laitteen signaalilähdöt laukeavat.

Yksielektrodianturit soveltuvat käytettäväksi suljetuissa tai avoimissa metallisäiliöissä. Anturin holkit voivat olla PTFE:tä, keraamisia tai muovisia. Varret on valmistettu ruostumattomasta teräksestä.Antureiden valmistuksessa kiinnitetään erityistä huomiota niiden rakenteeseen, jonka tulee estää nesteen kerääntymisestä johtuvat väärät hälytykset.

Viiden elektrodin, neljän elektrodin ja kolmen elektrodin konduktometrisiä tasoantureita käytetään valvomaan, kuten edellä todettiin, useita nestetasoja säiliössä, vaikka säiliön seinämät eivät olisi johtavia, toisin sanoen valmistettu eristävästä materiaalista, esim. muovina.