कंडक्टमेट्रिक लेव्हल सेन्सर्स - डिझाइन आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत

एक मानक कार्य, उद्योगात, विशेषत: अन्न उद्योगात, कंटेनरमधील द्रवपदार्थाची विशिष्ट पातळी गाठली गेली आहे तेव्हा सिग्नल करणे आहे. या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी अनेक पद्धती आहेत, परंतु सर्वात सोपा आणि स्वस्त मार्ग म्हणजे कंडक्टमेट्रिक लेव्हल सेन्सर वापरणे.

असे सेन्सर 0.2 S/m किंवा त्याहून अधिक वाहकतेसह विद्युतीय प्रवाहकीय द्रवांसह यशस्वीरित्या कार्य करू शकतात. अशा द्रवांमध्ये पिण्यायोग्य आणि औद्योगिक पाणी, बेसचे कमकुवत द्रावण, आम्ल, सांडपाणी आणि अन्न द्रव (उदा. यीस्ट किंवा बिअर) यांचा समावेश होतो.

कंडक्टमेट्रिक सेन्सर्सच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत या वस्तुस्थितीवर आधारित आहे की जेव्हा कंटेनरमधील द्रव एका विशिष्ट स्तरावर पोहोचतो तेव्हा कार्यरत द्रव सेन्सर इलेक्ट्रोडला मेटल टाकीच्या मुख्य भागावर किंवा सेन्सरच्या अतिरिक्त इलेक्ट्रोडला बंद करतो, ज्यामुळे सेन्सर सर्किटमध्ये विद्युत प्रवाह. परिणामी, सेन्सर सर्किट बंद केल्याने रिले सक्रिय होते, ज्यामुळे संबंधित सर्किट नियंत्रित होते.

तापमान आणि दाबाच्या परिस्थितीनुसार, कंडक्टमेट्रिक लेव्हल सेन्सर मुळात + 350 डिग्री सेल्सिअस तापमानात आणि 6.3 एमपीए पर्यंतच्या दाबांवर काम करण्यास सक्षम असतात, जे इलेक्ट्रोड इन्सुलेटरच्या सामग्रीद्वारे निर्धारित केले जाते आणि निर्माता विशिष्ट मूल्ये दर्शवितो. सोबतच्या कागदपत्रांमध्ये.

कंडक्टमेट्रिक सेन्सरच्या सामान्य ऑपरेशनमध्ये अडथळे असू शकतात: द्रवचे मजबूत फोमिंग, कार्यरत माध्यमाचे मजबूत बाष्पीभवन, सेन्सरच्या संवेदनशील घटकावर इन्सुलेट ठेवी तयार करणे आणि त्याच्या इन्सुलेटरवर प्रवाहकीय ठेवी तयार करणे. सेन्सरसाठी अधिक योग्य सामग्री निवडून निर्माता या सर्व अडथळ्यांना प्रतिबंध करण्याचा प्रयत्न करतो.

कंडक्टमेट्रिक सेन्सरच्या कार्यप्रवाहाचे भौतिकशास्त्र पाहू, म्हणजेच आपण कंडक्टमेट्रीच्या साराला किंचित स्पर्श करू. द्रावणाचा विद्युत प्रतिकार, अनुक्रमे - त्याचे विद्युत चालकता, विशिष्ट मर्यादेपर्यंत विद्युत प्रवाह चालविण्याच्या दिलेल्या सोल्यूशनची क्षमता दर्शवा.

हे पॅरामीटर्स द्रावण आणि विद्रावकांच्या भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांशी जोरदारपणे संबंधित आहेत: विरघळलेल्या आयनांची एकाग्रता आणि त्यांची गतिशीलता, या आयनांचा चार्ज, द्रावणाचे तापमान, दाब आणि इतर अनेक घटक.

विद्युत चालकता सीमेन्स प्रति सेंटीमीटर (S/cm) मध्ये मोजली जाते. अल्ट्राप्युअर आणि शुद्ध पाण्याचे वैशिष्ट्य म्हणजे ओम प्रति सेंटीमीटर (ओम * सेमी) मध्ये व्यक्त केलेला प्रतिकार.

कंडक्टमेट्रीच्या शब्दावलीनुसार, कंडक्टमेट्रिक सेल हा सेन्सरचा एक संवेदनशील घटक असतो, तो सेल स्थिरांक द्वारे दर्शविले जाते.

क्लासिक फॉर्ममध्ये, कंडक्टमेट्रिक सेलमध्ये अनेक चौरस सेंटीमीटर क्षेत्रासह दोन समांतर इलेक्ट्रोड असतात, जे एका द्रावणात बुडविले जातात आणि त्यांच्यातील अंतर सहसा अनेक सेंटीमीटर असते.

अशा प्रत्येक स्थापित सेन्सरसाठी, सेल स्थिरांक (s) प्रविष्ट केला जाऊ शकतो आणि 1/cm मध्ये व्यक्त केला जाऊ शकतो. आज, अधिकाधिक कंडक्टमेट्रिक सेन्सरमध्ये स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रोड आहेत, तर स्थिरांक भिन्न आहेत.

चालकता पातळी सेन्सर प्रवाहकीय द्रवपदार्थाच्या एक किंवा अधिक निर्दिष्ट स्तरांचे निरीक्षण करू शकतात. आणि तत्त्व नेहमी सारखेच असते — द्रवाची विद्युत चालकता हवेच्या विद्युत चालकतेपेक्षा वेगळी असते, जी इलेक्ट्रोड्स निश्चित करतात. सेन्सर्स सिंगल-इलेक्ट्रोड किंवा मल्टी-इलेक्ट्रोड असू शकतात, जे तुम्हाला अनेक द्रव पातळी ट्रॅक करण्यास अनुमती देतात.

त्याच्या सर्वात सोप्या स्वरूपात, कंडक्टमेट्रिक लेव्हल सेन्सर स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रोडपासून बनलेला असतो, ज्यापैकी एक कंट्रोल सर्किटमध्ये सामान्य म्हणून काम करतो आणि कंटेनरमध्ये स्थापित केला जातो जेणेकरून त्याचा कार्यरत भाग द्रवच्या सतत संपर्कात असतो, विशेषतः, द्रव सह कंटेनर च्या प्रवाहकीय शरीर सामान्य इलेक्ट्रोड होऊ शकते ... इतर electrodes सिग्नल असेल आणि निरीक्षण केले जाण्यासाठी विशिष्ट स्तरांवर स्थित आहेत.

कंटेनरमध्ये द्रव भरण्याच्या प्रक्रियेत, सिग्नल इलेक्ट्रोड्स या द्रवाच्या संपर्कात येतात आणि सर्किट एकामागून एक बंद होतात. त्यानुसार, डिव्हाइसचे सिग्नल आउटपुट ट्रिगर केले जातात.

सिंगल इलेक्ट्रोड सेन्सर बंद किंवा खुल्या धातूच्या कंटेनरमध्ये वापरण्यासाठी योग्य आहेत. सेन्सर बुशिंग्स पीटीएफई, सिरेमिक किंवा प्लास्टिक असू शकतात. रॉड स्टेनलेस स्टीलचे बनलेले आहेत.सेन्सर्सच्या निर्मितीमध्ये, त्यांच्या संरचनेवर विशेष लक्ष दिले जाते, ज्यामुळे द्रव जमा झाल्यामुळे खोट्या अलार्मला प्रतिबंध करणे आवश्यक आहे.

पाच-इलेक्ट्रोड, फोर-इलेक्ट्रोड आणि थ्री-इलेक्ट्रोड कंडक्टमेट्रिक लेव्हल सेन्सर वापरतात, वर नमूद केल्याप्रमाणे, कंटेनरमधील अनेक द्रव पातळींचे निरीक्षण केले जाते, जरी कंटेनरच्या भिंती प्रवाहकीय नसतात, म्हणजेच इन्सुलेट सामग्रीपासून बनविलेले असते. प्लास्टिक म्हणून.