Technologie senzoru vodivosti
Vodivost vyjadřuje, jak dobře materiál vede elektrický proud. Je ovlivněna množstvím volných iontů (solí, kyselin, zásad) v médiu a teplotou média: čím více volných iontů je, tím větší je vodivost. Senzor vodivosti je obvykle tvořen dvěma kovovými destičkami, které jsou s látkou v kontaktu. Jsou-li dvě elektrody ponořeny do vodivé kapaliny a je-li na tyto dvě elektrody přivedeno napětí, začne protékat proud.
Kladně nabité ionty (kationty) se pohybují k záporně nabité elektrodě a záporně nabité ionty (anionty) se pohybují ke kladně nabité elektrodě. Čím více volných iontů je v médiu a čím vyšší je jeho elektrická vodivost, tím vyšší je proud.
Technologie používaná v senzorech vodivosti se liší v závislosti na konstrukci. Rozlišují se vodivé a indukční senzory vodivosti
Senzor vodivosti LDL100
Senzor LDL100, stejně jako ostatní přímo měřící senzory vodivosti, má dvě kovové elektrody. Naše řešení se liší tím, že těleso senzoru a kovová trubice tvoří první elektrodu a jeho kovový hrot tvoří druhou elektrodu.
Na hrot senzoru a závitové připojení těla senzoru se přivede napětí a měří se proud.
Poznámka: vzhledem ke konstrukci elektrod se senzor LDL nedoporučuje pro použití v plastových trubkách.
Vodivé senzory LDL101 a LDL3x1
Na rozdíl od modelu LDL100, který využívá své pouzdro jako druhou elektrodu, mají tyto varianty dvě do sebe zasazené prstencové elektrody. Napětí se přivádí mezi vnitřní a vnější elektrodu a měří se zde aktuální průtok proudu.
Výrazným rozdílem oproti modelu LDL100 je pevná článková konstanta u verzí LDL101 a LDL3x1. Pomocí interně používaného softwaru lze mapovat různé článkové konstanty, aby bylo vždy dosaženo nejlepšího rozlišení v celém rozsahu měření. Jediné zařízení tak zvládne úlohy, pro které by u jiných senzorů bylo potřeba více různých variant.
Indukční senzor vodivosti se skládá ze dvou kovových cívek navinutých z drátu a uzavřených v plastovém pouzdře (společnost ifm pro tento účel používá PEEK nebo polypropylen). První cívka (vysílací) generuje v kapalině elektrické napětí. V závislosti na vodivosti látky vzniká střídavý proud. Vlivem proudu vzniká ve druhé cívce (přijímací) střídavé magnetické pole, které je úměrné vodivosti látky.
Indukční měření vodivosti má několik výhod:
- Vysoká odolnost proti korozi díky plastovému hrotu.
- Necitlivost na pevné látky v médiu, pokud není ucpaný měřicí kanál.
Věděli jste? (LDL2)
Častým problémem u vstřikovaných dlouhých hrotů PEEK je to, že mají tendenci se odlamovat. To je způsobeno namáháním způsobeným kolísáním teploty a tlaku, ke kterému dochází zejména v aplikacích CIP.
Hrot, soustružený z jednoho kusu, umožňuje materiálu PEEK rovnoměrně se roztahovat se změnami teploty, rozdělovat tlak rovnoměrněji po hřídeli a předcházet potenciálním bodům pnutí v materiálu. Všeobecná dostupnost stroje je zachována.
Vliv teploty na LDL senzory
Vodivost materiálu je zvláště závislá na teplotě – přibližně 1...5 % na °C. Všechny senzory vodivosti mají vestavěné měření teploty pro kompenzaci teplotních změn v médiu.
Graf má znázornit rozdíl mezi kompenzovanou a nekompenzovanou vodivostí. Bez kompenzace (modrá čára) se vodivost zvyšuje nebo snižuje v závislosti na teplotě, tj. vodivost již nezůstává konstantní, ačkoli médium je stále stejné. Při použití kompenzace (oranžová čára) je zajištěno konstantní a opakovatelné měření. Díky tomu jsou naměřené hodnoty srovnatelné v různých časech. Více informací o teplotní kompenzaci a jejím nastavení naleznete v části o kalibraci.
Pro každý senzor vodivosti od společnosti ifm je k dispozici bezplatný tovární certifikát. Generuje se přímo ve výrobě a přiřazuje se k sériovému číslu. Senzor prochází různými kalibračními stanicemi, každá s jinou teplotou a vodivostí. Při konečné kalibraci je senzor porovnán s referenčním senzorem. Všechny tyto informace lze převzít z továrního certifikátu.
Stáhněte si zdarma tovární certifikát z našich webových stránek. Ujistěte se, že máte po ruce sériové číslo senzoru, abyste jej mohli zadat.
Polní kalibrace
Senzory od společnosti ifm k vám dorazí připravené k použití. Stále však můžete upravit senzor na konkrétní médium nebo referenční teploty na místě. K tomuto účelu lze nastavit dva parametry – „Calibration gain – CGA“ (Kalibrační zisk – CGA) a „Temperature compensation – T.cmp“ (Teplotní kompenzace – T.cmp) – tak, aby byl senzor nastaven na známé referenční médium.
Kalibrační zisk [CGA]: vyrovná křivku měření senzoru se známou hodnotou referenčního média. Je možné nastavit hodnotu mezi 80 až 120 %. Pro výpočet se známá hodnota vydělí naměřenou hodnotou.
Teplotní kompenzace [T.cmp]: rozsah, ve kterém teplotní odchylka od referenční teploty (obvykle 25 °C) způsobí změnu vodivosti.
- Kompenzaci lze libovolně nastavit mezi 0 a 5 %/K.
- Teplotní kompenzace je buď uvedena v datovém listu média (pro média na vodní bázi je standard 2 %), nebo je určena pomocí lineární rovnice měřením stejného média při 2 teplotách.
Úprava CGA a T.cmp může vést k vyšší přesnosti, ale ve většině případů to není nutné.
Kalibrace a rekalibrace ISO
Pro dlouhodobě spolehlivé výsledky měření nabízí společnost ifm kalibraci a rekalibraci senzorů vodivosti. Srovnávací měření senzorů vodivosti se provádí s referenčními roztoky, které mají známé hodnoty vodivosti. V rámci srovnávacího měření se testované zařízení ponoří do referenčního roztoku a zdokumentuje se odchylka mezi skutečnou a cílovou hodnotou. Na základě toho lze přijmout opatření k nápravě odchylek a zajistit přesné měření.