Capteurs de niveau conductométriques - conception et principe de fonctionnement

Une tâche classique, très courante dans l'industrie, notamment dans l'agroalimentaire, est de signaler qu'un certain niveau de liquide dans un récipient est atteint. Il existe de nombreuses méthodes pour résoudre ce problème, mais la manière la plus simple et la moins chère consiste à utiliser des capteurs de niveau conductimétriques.

De tels capteurs peuvent fonctionner avec succès avec des liquides électriquement conducteurs avec une conductivité de 0,2 S / m ou plus. Ces liquides comprennent l'eau potable et industrielle, les solutions faibles de bases, les acides, les eaux usées et les liquides alimentaires (par exemple la levure ou la bière).

Le principe de fonctionnement des capteurs conductimétriques est basé sur le fait que lorsque le liquide dans le récipient atteint un certain niveau, le liquide de travail ferme l'électrode du capteur au corps du réservoir métallique ou à l'électrode supplémentaire du capteur lui-même, provoquant une courant électrique dans le circuit du capteur. En conséquence, la fermeture du circuit du capteur provoque l'activation du relais, qui à son tour commande le circuit correspondant.

Selon les conditions de température et de pression, les capteurs de niveau conductimétriques sont fondamentalement capables de fonctionner à des températures allant jusqu'à + 350 ° C et à des pressions allant jusqu'à 6,3 MPa, ce qui est déterminé par le matériau de l'isolant d'électrode, et le fabricant indique des valeurs spécifiques dans la documentation jointe.

Les obstacles au fonctionnement normal du capteur conductimétrique peuvent être : fort moussage du liquide, forte évaporation du milieu de travail, formation de dépôts isolants sur l'élément sensible du capteur et de dépôts conducteurs sur son isolant. Le fabricant essaie d'éviter tous ces obstacles en choisissant un matériau plus adapté pour le capteur.

Regardons la physique du flux de travail d'un capteur conductimétrique, c'est-à-dire que nous toucherons légèrement l'essence de la conductométrie. La résistance électrique de la solution, respectivement — sa conductivité électrique, caractérisent la capacité d'une solution donnée à conduire le courant électrique dans une certaine mesure.

Ces paramètres sont fortement liés aux propriétés physico-chimiques du soluté et du solvant : la concentration des ions dissous et leur mobilité, la charge de ces ions, la température de la solution, la pression et bien d'autres facteurs.

La conductivité électrique est mesurée en Siemens par centimètre (S/cm). La caractéristique des eaux ultra pures et pures est la résistance exprimée en ohms par centimètre (ohm * cm).

Selon la terminologie de la conductométrie, une cellule conductimétrique est un élément sensible d'un capteur, elle est caractérisée par une constante de cellule.

Dans la forme classique, la cellule conductométrique est constituée de deux électrodes parallèles d'une surface de plusieurs centimètres carrés, qui sont immergées dans une solution, et la distance entre elles est généralement de plusieurs centimètres.

Pour chacun de ces capteurs installés, la ou les constantes de cellule peuvent être saisies et exprimées en 1/cm. Aujourd'hui, de plus en plus de capteurs conductimétriques ont des électrodes en acier inoxydable, alors que les constantes sont différentes.

Les capteurs de niveau de conductivité peuvent surveiller un ou plusieurs niveaux spécifiés d'un fluide conducteur. Et le principe est toujours le même - la conductivité électrique du liquide diffère de la conductivité électrique de l'air, que fixent les électrodes.Les capteurs peuvent être à une ou plusieurs électrodes, ce qui vous permet de suivre plusieurs niveaux de liquide.

Dans sa forme la plus simple, un capteur de niveau conductimétrique est composé d'électrodes en acier inoxydable, dont l'une sert de commun dans le circuit de commande et est installée dans le récipient de sorte que sa partie travaillante soit en contact permanent avec le liquide, en particulier le le corps conducteur du récipient avec le liquide peut devenir l'électrode commune... D'autres électrodes seront signal et sont situées à certains niveaux à surveiller.

Lors du remplissage du récipient en liquide, les électrodes de signal sont successivement en contact avec ce liquide, et les circuits se ferment les uns après les autres. En conséquence, les sorties de signal de l'appareil sont déclenchées.

Les capteurs à électrode unique conviennent à une utilisation dans des conteneurs métalliques fermés ou ouverts. Les douilles de capteur peuvent être en PTFE, en céramique ou en plastique. Les tiges sont en acier inoxydable.Lors de la fabrication des capteurs, une attention particulière est portée à leur structure qui doit éviter les fausses alarmes dues à l'accumulation de liquide.

Les capteurs de niveau conductimétriques à cinq électrodes, quatre électrodes et trois électrodes sont utilisés pour surveiller, comme indiqué ci-dessus, plusieurs niveaux de liquide dans un récipient, même si les parois du récipient ne sont pas conductrices, c'est-à-dire constituées d'un matériau isolant tel comme plastique.