Konduktometriniai lygio jutikliai – konstrukcija ir veikimo principas
Standartinė užduotis, labai paplitusi pramonėje, ypač maisto pramonėje, yra signalizuoti, kai inde pasiekiamas tam tikras skysčio lygis. Yra daug būdų, kaip išspręsti šią problemą, tačiau paprasčiausias ir pigiausias būdas yra naudoti konduktometrinius lygio jutiklius.
Tokie jutikliai gali sėkmingai dirbti su elektrai laidžiais skysčiais, kurių laidumas yra 0,2 S / m ar didesnis. Tokie skysčiai yra geriamasis ir pramoninis vanduo, silpni bazių tirpalai, rūgštys, nuotekos ir maistiniai skysčiai (pvz., mielės ar alus).
Konduktometrinių jutiklių veikimo principas pagrįstas tuo, kad skysčiui talpoje pasiekus tam tikrą lygį, darbinis skystis uždaro jutiklio elektrodą prie metalinio bako korpuso arba prie paties jutiklio papildomo elektrodo, sukeldamas elektros srovė jutiklio grandinėje. Dėl to, uždarius jutiklio grandinę, įsijungia relė, kuri savo ruožtu valdo atitinkamą grandinę.
Atsižvelgiant į temperatūros ir slėgio sąlygas, konduktometriniai lygio jutikliai iš esmės gali dirbti esant temperatūrai iki + 350 ° C ir esant slėgiui iki 6,3 MPa, kurį lemia elektrodo izoliatoriaus medžiaga, o gamintojas nurodo konkrečias vertes. pridedamuose dokumentuose.
Kliūtys normaliam konduktometrinio jutiklio darbui gali būti: stiprus skysčio putojimas, stiprus darbinės terpės išgaravimas, izoliacinių nuosėdų susidarymas ant jautraus jutiklio elemento ir laidžios nuosėdos ant jo izoliatoriaus. Gamintojas visų šių kliūčių stengiasi išvengti pasirinkdamas jutikliui tinkamesnę medžiagą.
Pažvelkime į konduktometrinio jutiklio darbo eigos fiziką, tai yra, šiek tiek paliesime konduktometrijos esmę. Tirpalo elektrinė varža atitinkamai — jos elektrinis laidumas, apibūdina tam tikro sprendimo gebėjimą tam tikru mastu pravesti elektros srovę.
Šie parametrai yra glaudžiai susiję su fizikinėmis-cheminėmis tirpiosios medžiagos ir tirpiklio savybėmis: ištirpusių jonų koncentracija ir judumu, šių jonų krūviu, tirpalo temperatūra, slėgiu ir daugeliu kitų veiksnių.
Elektros laidumas matuojamas Siemens per centimetrą (S/cm). Itin gryno ir gryno vandens charakteristika yra atsparumas, išreikštas omų per centimetrą (omų * cm).
Pagal konduktometrijos terminologiją konduktometrinis elementas yra jautrus jutiklio elementas, jam būdinga celės konstanta.
Klasikine forma konduktometrinė ląstelė susideda iš dviejų lygiagrečių elektrodų, kurių plotas yra keli kvadratiniai centimetrai, kurie panardinami į tirpalą, o atstumas tarp jų paprastai yra keli centimetrai.
Kiekvieno tokio sumontuoto jutiklio elemento konstanta (-os) gali būti įvesta ir išreikšta 1/cm. Šiandien vis daugiau konduktometrinių jutiklių turi nerūdijančio plieno elektrodus, o konstantos skiriasi.
Laidumo lygio jutikliai gali stebėti vieną ar daugiau nurodytų laidžiojo skysčio lygių. Ir principas visada tas pats — skysčio elektrinis laidumas skiriasi nuo oro elektrinio laidumo, kurį fiksuoja elektrodai Jutikliai gali būti vieno elektrodo arba kelių elektrodų, kurie leidžia sekti kelis skysčio lygius.
Paprasčiausia konduktometrinis lygio jutiklis yra pagamintas iš nerūdijančio plieno elektrodų, kurių vienas naudojamas kaip įprastas valdymo grandinėje ir yra sumontuotas talpykloje taip, kad jo darbinė dalis nuolat liestųsi su skysčiu, ypač Laidus indo korpusas su skysčiu gali tapti bendru elektrodu... Kiti elektrodai bus signaliniai ir yra tam tikruose lygiuose, kuriuos reikia stebėti.
Pildant indą skysčiu, signaliniai elektrodai paeiliui liečiasi su šiuo skysčiu, o grandinės uždaromos viena po kitos. Atitinkamai suveikia įrenginio signalo išėjimai.
Vieno elektrodo jutikliai tinkami naudoti uždarose arba atvirose metalinėse talpyklose. Jutiklio įvorės gali būti PTFE, keraminės arba plastikinės. Strypai pagaminti iš nerūdijančio plieno.Gaminant jutiklius ypatingas dėmesys skiriamas jų konstrukcijai, kuri turi užkirsti kelią klaidingiems aliarmams dėl skysčių kaupimosi.
Penkių elektrodų, keturių elektrodų ir trijų elektrodų laidumo matavimo lygio jutikliai, kaip minėta aukščiau, yra naudojami kelių skysčių lygiams talpykloje stebėti, net jei talpyklos sienelės nėra laidžios, tai yra, pagamintos iš izoliacinės medžiagos, pvz. kaip plastikas.