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Sensores de condutividade
A condutividade mede a capacidade de uma substância conduzir uma corrente elétrica. É influenciada pela quantidade de iões livres (sais, ácidos, álcalis) no meio e pela temperatura do meio: quanto mais iões livres, maior a condutividade. Um sensor de condutividade é normalmente constituído por duas placas metálicas em contacto com o meio. Se dois elétrodos estiverem imersos num líquido condutor e for aplicada uma tensão a esses dois elétrodos, fluirá uma corrente.
Os iões de carga positiva (catiões) deslocam-se para o elétrodo de carga negativa e os iões de carga negativa (aniões) deslocam-se para o elétrodo de carga positiva. Quanto mais iões livres existirem no meio e quanto maior for a condutividade elétrica do meio maior será a corrente.
A tecnologia utilizada nos sensores de condutividade difere consoante a conceção. É feita uma distinção entre sensores de condutividade condutivos e indutivos.
Tópicos
O sensor condutivo LDL100
O LDL100, tal como outros sensores de condutividade de medição direta, tem dois elétrodos metálicos. A diferença na nossa conceção é que o invólucro do sensor e o tubo metálico servem como primeiro elétrodo e a ponta metálica do sensor serve como segundo elétrodo.
A voltagem é aplicada entre a ponta do sensor e a ligação roscada do invólucro e o fluxo de corrente é medido.
Nota: Dada a conceção dos seus elétrodos, o LDL não é recomendado para utilização em tubos de plástico.
O sensor condutivo LDL101
Ao contrário do LDL100, o LDL101 não utiliza o seu invólucro como elétrodo, mas tem dois elétrodos em forma de anel inseridos um no outro. A voltagem é aplicada entre o elétrodo interior e o exterior e o fluxo de corrente é medido aí.
É importante notar que, ao contrário do LDL100, o LDL101 tem uma constante de célula fixa. Com o software utilizado internamente, podem ser mapeadas diferentes constantes de célula, de modo a obter sempre a melhor resolução em toda a gama de medição. Assim, o LDL101 oferece funções num único equipamento para o qual outros sensores requerem versões diferentes.
Um sensor de condutividade indutivo consiste em duas bobinas de metal enroladas com fio e envolvidas num corpo de plástico (a ifm utiliza PEEK ou polipropileno para este fim). A primeira bobina (bobina do transmissor) gera uma tensão elétrica no líquido. Dependendo da condutividade do meio, é gerada uma corrente alternada. Este último gera um campo magnético alternado na segunda bobina (bobina recetora) que é proporcional à condutividade do meio.
A medição indutiva da condutividade tem várias vantagens:
- Alta resistência à corrosão graças à ponta de plástico.
- Insensibilidade a sólidos no meio, desde que o canal de medição não esteja obstruído.
Sabia que? (LDL2)
Um problema comum com as pontas PEEK longas moldadas por injeção é que tendem a partir-se. Isto deve-se ao stress causado pelas flutuações de temperatura e pressão que ocorrem especialmente em aplicações CIP.
Torneada a partir de uma só peça, a ponta permite que o material PEEK se expanda uniformemente com as mudanças de temperatura, distribuindo a pressão de forma mais uniforme pelo eixo e evitando potenciais pontos de tensão. A disponibilidade geral da máquina é mantida.
A influência da temperatura nos sensores de LDL
A condutividade de um material é particularmente dependente da temperatura - aproximadamente 1...5% por °C. Todos os sensores de condutividade têm uma medição de temperatura incorporada para compensar as alterações de temperatura no meio.
O gráfico destina-se a mostrar a diferença entre a condutividade compensada e a não compensada. Sem compensação (linha azul), a condutividade aumenta ou diminui com base na temperatura, ou seja, a condutividade já não permanece constante, embora o meio continue a ser o mesmo. Quando utiliza a compensação (linha laranja), é fornecida uma medição constante e repetível. Isto torna os valores medidos comparáveis em momentos diferentes. Pode encontrar mais informações sobre a compensação de temperatura e como ajustá-la na secção sobre calibração.
Está disponível um certificado de fábrica gratuito para cada sensor de condutividade ifm. É gerado diretamente na produção e atribuído ao número de série. O sensor passa por diferentes etapas de calibração, cada uma com diferentes temperaturas e condutividades. Durante a calibração final, o sensor é comparado com um sensor de referência. Todas estas informações podem ser retiradas do certificado de fábrica.
Faça o download do certificado de fábrica gratuito no nosso website. Certifique-se de que tem o número de série do sensor à mão para o introduzir.
Calibração no local
Os sensores ifm chegam às suas instalações prontos a serem utilizados. No entanto, pode ainda ajustar o sensor a meios específicos ou a temperaturas de referência no local. Para este efeito, os dois parâmetros ""Calibration gain - CGA"" e ""Temperature compensation - T.cmp"" podem ser definidos de modo a que o sensor seja ajustado a um meio de referência conhecido.
Calibration gain [CGA]: alinha a curva de medição do sensor com o valor conhecido do meio de referência. É possível definir um valor entre 80 e 120 %. Para o cálculo, o valor conhecido é dividido pelo valor medido.
Temperature compensation [T.cmp]: medida em que um desvio de temperatura em relação à temperatura de referência (normalmente 25 °C) provoca uma alteração na condutividade.
- A compensação pode ser definida livremente entre 0 e 5 %/K.
- A compensação de temperatura é fornecida na folha de dados do meio (para meios à base de água, a norma é 2%) ou determinada através de uma equação de linha reta medindo o mesmo meio a 2 temperaturas.
O ajuste de CGA e T.cmp pode levar a uma maior precisão, mas na maioria dos casos não é necessário.
Calibração e recalibração ISO
Para obter resultados de medição fiáveis a longo prazo, a ifm oferece a calibração e recalibração de sensores de condutividade. A medição comparativa dos sensores de condutividade é efetuada com soluções de referência que têm valores de condutância conhecidos. No contexto da medição comparativa, o equipamento em teste é imerso na solução de referência e o desvio entre o valor real e o valor alvo é documentado. Com base nisso, podem ser tomadas medidas para corrigir os desvios e garantir uma medição precisa.