- Analyyttiset anturit
- Johtokykyanturi LDL
- Teknologia
Johtokykyantureiden teknologia
Johtokyky on mittari sille, miten hyvin aine johtaa sähköä. Siihen vaikuttaa aineessa olevien vapaiden ionien (suolat, hapot, emäkset) lukumäärä ja aineen lämpötila: mitä enemmän vapaita ioneja, sitä suurempi johtokyky. Johtokykyanturi koostuu tyypillisesti kahdesta metallilevystä, jotka ovat kosketuksessa mitattavaan aineeseen. Kun nämä kaksi elektrodia upotetaan johtavaan nesteeseen ja niihin kytketään jännite, niiden välillä alkaa kulkea sähkövirta.
Positiivisesti varautuneet ionit (kationit) liikkuvat kohti negatiivisesti varautunutta elektrodia ja negatiivisesti varautuneet ionit (anionit) liikkuvat kohti positiivisesti varautunutta elektrodia. Mitä enemmän aineessa on vapaita ioneja, ja mitä suurempi sähköinen johtokyky aineella on, sitä suurempi on virta.
Johtokykyantureissa käytettävä teknologia vaihtelee mallin mukaan. On olemassa konduktiivisia ja induktiivisia johtokykyantureita.
Aiheet
Konduktiivinen anturi LDL100
LDL100-anturissa on kaksi metallielektrodia, kuten muissakin suoraan mittaavissa johtokykyantureissa. Ero on siinä, että ifm:n antureissa anturin kotelo ja metalliputki toimivat toisena elektrodina ja mittapään metallikärki toisena.
Mittapään metallikärjen ja kotelon kierreosan välille kytketään jännite ja näin syntyvä virta mitataan.
Huomautus: LDL-anturin käyttö ei ole suositeltavaa muoviputkissa sen elektrodirakenteen vuoksi.
Konduktiivinen anturi LDL101
Toisin kuin LDL100-mallissa, LDL101-mallissa ei käytetä koteloa elektrodina, vaan siinä on kaksi renkaanmuotoista, sisäkkäin asennettua elektrodia. Jännite kytketään sisä- ja ulkoelektrodin välille, ja sähkövirta mitataan sieltä.
On tärkeää huomata, että toisin kuin LDL100-mallissa, LDL101-mallilla on kiinteä kennovakio. Sisäisesti käytettävän ohjelmiston avulla voidaan kartoittaa erilaisia kennovakioita, jotta koko mittausalueella saavutetaan aina paras mahdollinen resoluutio. LDL101 tarjoaa näin yhdessä laitteessa toiminnot, joita varten muut anturit vaativat erilaisia versioita.
Induktiivinen johtokykyanturi koostuu kahdesta muovirunkoon (ifm-tuotteissa PEEK tai polypropeeni) koteloidusta sisäkkäisestä johdinkelasta. Toinen keloista (lähetinkela) muodostaa nesteeseen jännitteen. Aineen johtokyvystä riippuen syntyy vaihtovirta. Tämä virta synnyttää toiseen kelaan (vastaanotinkela) vaihtelevan magneettikentän, jonka voimakkuus on verrannollinen aineen johtokykyyn.
Induktiivisella johtokykymittauksella on useita etuja:
- Hyvä korroosionkestävyys muovisen mittapään ansiosta.
- Epäherkkä aineessa oleville kiintoaineille edellyttäen, että mittauskanava ei ole tukossa.
Tiesitkö? (LDL2)
Ruiskuvalettujen pitkien PEEK-kärkien yleinen ongelma on, että niillä on taipumus katketa. Tämä johtuu erityisesti CIP-sovelluksissa esiintyvien lämpötila- ja painevaihteluiden aiheuttamasta rasituksesta.
Kärki on sorvattu yhdestä kappaleesta, jolloin PEEK-materiaali voi laajeta tasaisesti lämpötilavaihteluiden myötä. Näin paine jakautuu tasaisemmin akselille ja vältetään mahdolliset rasituskohdat. Koneen yleinen käytettävyys pysyy hyvänä.
Lämpötilan vaikutus LDL-antureihin
Materiaalin johtokyky riippuu erityisesti lämpötilasta – noin 1–5 % per °C. Kaikissa johtokykyantureissa on sisäänrakennettu lämpötilanmittaus aineen lämpötilavaihteluiden kompensointia varten.
Kuvaajan tarkoituksena on osoittaa kompensoidun ja kompensoimattoman johtokyvyn välinen ero. Ilman kompensointia (sininen viiva) johtokyky kasvaa tai pienenee lämpötilan mukaan, eli johtokyky ei enää pysy vakiona, vaikka aine on edelleen samaa. Käytettäessä kompensointia (oranssi viiva) saadaan vakio ja toistettavissa oleva mittaus. Tämä tekee mittausarvoista vertailukelpoisia eri ajankohtina. Lisätietoja lämpötilakompensoinnista ja sen säätämisestä on osiossa Kalibrointi.
Jokaiselle ifm:n johtokykyanturille on saatavana ilmainen tehdastodistus. Se laaditaan suoraan tuotannossa ja kohdennetaan laitteen sarjanumeroon. Anturi kulkee erilaisten kalibrointiasemien läpi, joissa kussakin käytetään eri lämpötiloja ja johtokykyjä. Loppukalibroinnissa anturia verrataan referenssianturiin. Kaikki nämä tiedot ovat saatavilla tehdastodistuksessa.
Lataa tehdastodistus maksutta verkkosivuiltamme. Varmista, että sinulla on anturin sarjanumero käsillä sen syöttämistä varten.
Kenttäkalibrointi
ifm-anturit saapuvat toimitiloihinne käyttövalmiina. Voit kuitenkin säätää anturin tietylle aineelle tai referenssilämpötilalle paikan päällä. Tätä varten voidaan asettaa kaksi parametria ”Kalibroinnin vahvistus CGA” ja ”Lämpötilakompensointi – T.cmp” siten, että anturi säädetään tunnetulle vertailuaineelle.
Kalibroinnin vahvistus [CGA]: kohdistaa anturin mittauskäyrän referenssiaineen tunnettuun arvoon. Arvo on mahdollista asettaa välille 80–120 %. Laskennassa tunnettu arvo jaetaan mitatulla arvolla.
Lämpötilakompensointi [T.cmp]: säätää, kuinka suuren muutoksen lämpötilan poikkeaminen referenssilämpötilasta (yleensä 25 °C) aiheuttaa johtokykyyn.
- Kompensointi voidaan asettaa vapaasti välille 0–5 %/K.
- Lämpötilakompensointi joko ilmoitetaan aineen datalehdessä (vesipohjaisille aineille standardi on 2 %) tai määritellään suoran yhtälön avulla mittaamalla sama aine kahdessa eri lämpötilassa.
Parametrien CGA ja T.cmp säätäminen voi parantaa tarkkuutta, mutta useimmissa tapauksissa säätöä ei tarvita.
ISO-kalibrointi ja -uudelleenkalibrointi
Pitkäaikaisesti luotettavien mittaustulosten saamiseksi ifm tarjoaa johtokykyantureiden kalibrointia ja uudelleenkalibrointia. Johtokykyantureiden vertailumittaus suoritetaan vertailuliuoksilla, joiden johtokykyarvot tunnetaan. Vertailumittauksen yhteydessä testattava laite upotetaan referenssiliuokseen ja todellisen ja tavoitearvon välinen poikkeama dokumentoidaan. Tämän perusteella voidaan ryhtyä toimenpiteisiin poikkeamien korjaamiseksi ja tarkan mittauksen varmistamiseksi.