電導液位傳感器 - 設計和工作原理

在工業中，特別是在食品工業中非常常見的標準任務是在容器中的液體達到一定液位時發出信號。解決這個問題的方法有很多，但最簡單、成本最低的方法是使用電導液位傳感器。

這種傳感器可以成功地與電導率為 0.2 S / m 或更高的導電液體一起工作。此類液體包括飲用水和工業用水、弱鹼溶液、酸、廢水和食品液體（例如酵母或啤酒）。

電導傳感器的工作原理是基於這樣一個事實，即當容器中的液體達到一定液位時，工作液體會使傳感器電極與金屬罐體或傳感器本身的附加電極閉合，從而導致傳感器電路中的電流。結果，關閉傳感器電路會導致繼電器激活，繼而控制相應的電路。

根據溫度和壓力條件，電導液位傳感器基本上能夠在高達+350°C的溫度和高達6.3 MPa的壓力下工作，這是由電極絕緣體的材料決定的，製造商指示具體值在隨附的文檔中。

電導傳感器正常運行的障礙可能是：液體的強烈起泡、工作介質的強烈蒸發、在傳感器的敏感元件上形成絕緣沉積物以及在其絕緣體上形成導電沉積物。製造商試圖通過為傳感器選擇更合適的材料來避免所有這些障礙。

讓我們看看電導傳感器工作流程的物理原理，也就是說，我們將略微觸及電導測量的本質。溶液的電阻，分別——它的 電導率, 表徵給定溶液在一定程度上傳導電流的能力。

這些參數與溶質和溶劑的物理化學性質密切相關：溶解離子的濃度及其遷移率、這些離子的電荷、溶液的溫度、壓力和許多其他因素。

電導率以西門子每厘米 (S/cm) 為單位測量。超純水和純水的特性是以歐姆每厘米 (ohm * cm) 表示的電阻。

根據電導學術語，電導池是傳感器的敏感元件，其特徵在於電池常數。

在經典形式中，電導池由兩個面積為幾平方厘米的平行電極組成，它們浸沒在溶液中，它們之間的距離通常為幾厘米。

對於每個這樣安裝的傳感器，可以輸入電池常數 (s) 並以 1/cm 表示。如今，越來越多的電導傳感器採用不銹鋼電極，但常數有所不同。

電導率水平傳感器可以監測一種或多種指定水平的導電流體。原理始終相同 — 液體的電導率不同於空氣的電導率，電極固定。傳感器可以是單電極或多電極，這使您可以跟踪多個液位。

在其最簡單的形式中，電導液位傳感器由不銹鋼電極製成，其中一個用作控制電路中的公共電極並安裝在容器中，因此其工作部分與液體持續接觸，特別是，裝有液體的容器的導電體可以成為公共電極……其他電極將發出信號並位於要監測的特定液位。

在向容器中註入液體的過程中，信號電極依次與該液體接觸，電路依次閉合。因此，設備的信號輸出被觸發。

單電極傳感器適用於封閉或開放的金屬容器。傳感器套管可以是 PTFE、陶瓷或塑料。桿由不銹鋼製成。在傳感器的製造中，特別注意它們的結構，必須防止由於液體積聚而引起的誤報。

如上所述，五電極、四電極和三電極電導液位傳感器用於監測容器中的多個液位，即使容器壁不導電，即由諸如此類的絕緣材料製成作為塑料。