教程:电导率传感器

通过控制工程人员 2007年12月20日

有三种液体特性通常被认为是一起的,尽管它们是不同的,并且使用不同的传感器技术。电导率、ORP和pH值都与特定的化学特性有关,但在工艺流中测量每一个都需要自己的方法。导电性简单地说就是液体导电的能力,它与液体中离子的浓度直接相关。虽然pH值与氢离子有关,但电导率却没有区别。

电导率是电阻的倒数,测量单位为西门子/厘米。通常单位是毫西门子或微西门子取决于范围。如果你拿一个老式的万用表,把电阻刻度倒过来,0在左边,你就知道了。

简单的电导率传感器使用两个或四个已知表面积的电极,将其放置在液体中或内置在相隔指定距离的管或容器中。如果电导率低(高电阻率),电极通常会靠近在一起。如果电导率高,它们可以分开得更远。虽然这是一种有效的方法,但如果有沉积物或气泡有效地隔离了电极的一部分,则容易产生不准确的结果。此外,如果产品具有腐蚀性,溶液中的电极会受到腐蚀。

更复杂的传感器通过在一段非导电管周围使用一对单独的线圈来消除实际的液体与传感器的接触。一个线圈有电流通过。导电液体通过受激线圈成为次级变压器,次级变压器成为次级线圈的初级变压器。在第二个线圈中产生的电流量表示电导率。虽然这是对该技术的一个非常简单的解释,但其优点是没有电极暴露在液体中,从而消除了前面提到的相关缺点。这种设计可以配置为探头或作为管道的线轴部分,可以放置在工艺流中。

电导率可以用来确定溶液的浓度,只要溶解的物质是已知的。然而,由于它是不分青红皂白的,传感器不能区分酸和碱。在某些情况下,这不是问题。例如,电导率传感器是食品和制药加工厂CIP(就地清洁)系统的标准设备。(见相关控制工程文章从2007年3月2007年4月)。系统使用的清洁溶液可以是酸或碱,电导率传感器用于确保溶液在清洁周期中具有适当的浓度,并在冲洗后再次确保水中不含化学物质。

与任何仪器技术一样,根据预期的电导率选择合适的范围非常重要。一个非常宽的量程设备对低导电性液体的精度会较低,所以你需要对你需要覆盖的水平有一些了解。

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——peter Welander,过程工业编辑,PWelander@cfemedia.com
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