導電率レベルセンサー - 設計と動作原理

業界、特に食品業界で非常に一般的な標準的なタスクは、容器内の液体が特定のレベルに達したときに信号を送ることです。この問題を解決するには多くの方法がありますが、最も簡単で安価な方法は、導電率レベル センサーを使用することです。

このようなセンサーは、導電率が 0.2 S/m 以上の導電性液体でも問題なく動作します。このような液体には、飲料水および工業用水、塩基の弱溶液、酸、廃水、食品液体 (酵母やビールなど) が含まれます。

導電率センサーの動作原理は、容器内の液体が特定のレベルに達すると、作動液体がセンサー電極を金属タンクの本体またはセンサー自体の追加の電極に近づけて、接触不良を引き起こすという事実に基づいています。センサー回路内の電流。その結果、センサー回路を閉じるとリレーが作動し、対応する回路が制御されます。

温度と圧力の条件によると、伝導度レベルセンサーは基本的に最大+ 350℃の温度と最大6.3MPaの圧力で動作できますが、これは電極絶縁体の材質によって決まり、メーカーは具体的な値を示しています。付属のドキュメントに記載されています。

導電率センサーの通常の動作に対する障害には、液体の強い泡立ち、作動媒体の強い蒸発、センサーの感応要素上の絶縁堆積物の形成、およびその絶縁体上の導電性堆積物が考えられます。メーカーは、センサーにより適した素材を選択することで、これらすべての障害を防止しようとしています。

導電率測定センサーのワークフローの物理を見てみましょう。つまり、導電率測定の本質に少し触れます。溶液の電気抵抗、それぞれ 電気伝導性、特定の溶液がある程度まで電流を流す能力を特徴付けます。

これらのパラメーターは、溶質と溶媒の物理化学的特性、つまり溶解イオンの濃度とその移動度、これらのイオンの電荷、溶液の温度、圧力、その他多くの要因に強く関連しています。

電気伝導率は、ジーメンス/センチメートル (S/cm) で測定されます。超純水および純水の特性は、センチメートルあたりのオーム (ohm * cm) で表される抵抗です。

電気伝導度測定の用語によれば、電気伝導度測定セルはセンサーの感受性の高い要素であり、セル定数によって特徴付けられます。

古典的な形式では、伝導度測定セルは、溶液に浸された数平方センチメートルの面積を持つ2つの平行な電極で構成され、それらの間の距離は通常数センチメートルです。

このように設置されたセンサーごとに、セル定数 (s) を入力し、1/cm で表すことができます。現在、ステンレス鋼の電極を備えた導電率センサーが増えていますが、定数は異なります。

導電率レベルセンサーは、導電性流体の 1 つ以上の指定されたレベルを監視できます。原理は常に同じです。液体の導電率は空気の導電率とは異なり、電極によって固定されます。センサーは単一電極または複数電極にすることができ、複数の液体レベルを追跡できます。

最も単純な形式では、導電率レベルセンサーはステンレス鋼の電極でできており、そのうちの 1 つは制御回路の共通として機能し、その作動部分が液体、特に液体と常に接触するように容器に取り付けられます。液体が入った容器の導電体は共通電極になることができます...他の電極は信号を受け取り、監視される特定のレベルに配置されます。

容器に液体を充填する過程で、信号電極が次々と液体に接触し、回路が次々と閉じられます。これに応じて、デバイスの信号出力がトリガーされます。

単一電極センサーは、密閉または開放の金属容器での使用に適しています。センサー ブッシングには PTFE、セラミック、またはプラスチックを使用できます。ロッドはステンレス鋼製です。センサーの製造においては、液体の蓄積による誤警報を防止するため、センサーの構造に特別な注意が払われます。

5 電極、4 電極、および 3 電極の導電性レベル センサーは、容器の壁が導電性ではない、つまり、次のような絶縁材料でできている場合でも、上で述べたように、容器内のいくつかの液体レベルを監視するために使用されます。プラスチックとして。