English 
Čeština 
Deutsch 
Español 
Français 
Italiano 
Magyar 
Nederlands 
Polski 
Português 
Türkçe 
Русский 
中文 
한국의 KOBOLD Instruments Inc • 1801 Parkway View Drive • 15205 Pittsburgh, PA • Tel: +1 412 788 2830 • E-mail: Prosím aktivujte JavaScript • visit koboldusa.com
Vodivostné hladinové spínače
Najčastejšie otázky (FAQ) o vodivostných hladinových spínačoch
Čo je vodivostný hladinový spínač?
Vodivostný hladinový spínač je bodový snímač hladiny, ktorý zisťuje prítomnosť alebo neprítomnosť elektricky vodivej kvapaliny na definovanom mieste v nádrži, zásobníku alebo potrubí. Pracuje na princípe detekcie elektrickej vodivosti kvapaliny medzi snímacou elektródou a referenčnou elektródou, prípadne v niektorých aplikáciách medzi snímacou elektródou a vodivou kovovou stenou nádrže. Keď kvapalina dosiahne spínací bod, uzavrie merací obvod a spínač zmení stav svojho výstupu.
Vodivostné hladinové spínače sa bežne používajú na signalizáciu hornej a dolnej hladiny, ochranu proti preplneniu, ochranu proti chodu nasucho a automatické riadenie čerpadiel alebo ventilov. Vďaka absencii pohyblivých mechanických častí zabezpečujú pri mnohých kvapalinách spoľahlivú detekciu hladiny s nízkymi nárokmi na údrž.
Aké kvapaliny dokáže vodivostný hladinový spínač detegovať?
Vodivostný hladinový spínač dokáže detegovať elektricky vodivé kvapaliny, ako sú voda, odpadová voda, vodné roztoky, kyseliny, zásady a mnohé procesné kvapaliny. Možno ho použiť aj na viskózne vodivé kvapaliny, ak médium spĺňa minimálnu vodivosť stanovenú pre daný prístroj. Elektricky nevodivé kvapaliny vrátane olejov, palív a väčšiny organických rozpúšťadiel nedokážu spoľahlivo uzavrieť merací obvod, a preto si vyžadujú inú technológiu detekcie hladiny.
Čo sú elektricky vodivé kvapaliny?
Elektricky vodivé kvapaliny obsahujú rozpustené ióny, ktoré umožňujú prechod elektrického prúdu. Patria medzi ne napríklad voda s rozpustenými soľami alebo minerálmi, kyseliny, zásady a mnohé vodné chemické roztoky. Vodivostné hladinové spínače využívajú túto iónovú vodivosť na zistenie, či je elektróda v kontakte s kvapalinou.
Ako funguje vodivostný hladinový spínač?
Vodivostný hladinový spínač zisťuje, či vodivá kvapalina dosiahla definovaný spínací bod, vyhodnocovaním elektrického odporu medzi snímacou a referenčnou elektródou.
V nádobe je v požadovaných spínacích hladinách nainštalovaná jedna alebo viac snímacích elektród. Referenčná elektróda, ktorá je pri bežnej prevádzke ponorená v kvapaline, uzatvára merací obvod. V dostatočne vodivej kovovej nádrži bez izolačnej výstelky môže funkciu referenčnej elektródy plniť stena nádrže. Nádrže z plastu, betónu alebo iných nevodivých materiálov vyžadujú samostatnú referenčnú elektródu.
Príslušná vyhodnocovacia jednotka alebo elektródové relé privádza medzi snímaciu a referenčnú elektródu nízke striedavé napätie. Keď kvapalina dosiahne snímaciu elektródu, vytvorí cez kvapalinu vodivú cestu. Začne pretekať prúd a elektrický odpor medzi elektródami klesne. Keď odpor klesne pod nastavený spínací prah, vyhodnocovacia jednotka zmení stav relé alebo spínacieho výstupu. Striedavé napätie sa používa na obmedzenie polarizácie elektród, elektrolýzy a nežiaducej oxidácie.
Keď hladina kvapaliny klesne pod snímaciu elektródu, vodivá cesta sa preruší a výstup zmení stav podľa nastavenej spínacej logiky. V závislosti od počtu a usporiadania elektród môže systém zabezpečovať jednobodovú detekciu hladiny alebo riadenie minimálnej a maximálnej hladiny.
Princíp činnosti vodivostného hladinového spínača
Princíp činnosti je založený na elektrickej vodivosti procesnej kvapaliny. Na rozdiel od plavákových spínačov nemá vodivostný merací systém žiadny pohyblivý snímací mechanizmus. Zisťuje, či kvapalina vytvorila vodivú elektrickú cestu medzi snímacou a referenčnou elektródou. Vo vhodnej kovovej nádrži bez izolačnej výstelky môže ako referenčná elektróda slúžiť stena nádrže. Tento princíp umožňuje jednoduchú a spoľahlivú bodovú detekciu hladiny s minimálnymi nárokmi na údržbu.
Pre aké aplikácie sú vodivostné hladinové spínače vhodné?
Vodivostné hladinové spínače sa používajú na bodovú detekciu hladiny elektricky vodivých kvapalín. Typickými funkciami sú signalizácia hornej a dolnej hladiny, ochrana proti preplneniu, ochrana proti chodu nasucho a automatické riadenie čerpadiel alebo ventilov v nádržiach, nádobách a potrubiach.
Typické priemyselné aplikácie zahŕňajú:
- Úprava vody a čistenie odpadových vôd: monitorovanie hladiny vody, odpadových vôd, kalov a nádrží na dávkovanie chemikálií.
- Chemický priemysel: detekcia vodivých kyselín, zásad a vodných procesných roztokov.
- Potravinárstvo a výroba nápojov: monitorovanie vodivých produktov v skladovacích, miešacích a procesných nádobách pri splnení hygienických a materiálových požiadaviek.
- Farmaceutická výroba: bodová detekcia hladiny vo vhodných vodivých procesných kvapalinách pri splnení hygienických a validačných požiadaviek.
- Kotly, chladiace systémy a priemyselné pomocné systémy: udržiavanie hladiny kvapalín a ochrana čerpadiel a ďalších zariadení
Procesná kvapalina musí spĺňať minimálnu vodivosť stanovenú pre zvolený spínač alebo vyhodnocovaciu jednotku. Oleje, palivá, väčšina organických rozpúšťadiel a vysoko čistená alebo deionizovaná voda sú vo všeobecnosti nevhodné, ak prístroj nie je špeciálne navrhnutý pre danú aplikáciu.
Ak potrebujete konkrétne odporúčanie a odbornú podporu, obráťte sa na nášho technika, aby ste zabezpečili správny výber a dlhodobo spoľahlivú prevádzku.
Aké sú výhody vodivostného hladinového spínača?
Vodivostné hladinové spínače predstavujú jednoduchý, spoľahlivý a cenovo efektívny spôsob bodovej detekcie hladiny elektricky vodivých kvapalín.
Medzi hlavné výhody patria:
- Žiadne pohyblivé snímacie časti, a teda nízke opotrebovanie a minimálne nároky na údržbu
- Rýchla odozva na spoľahlivú signalizáciu a riadiace funkcie
- Vhodnosť pre mnohé vodivé kvapaliny vrátane vody, odpadových vôd, kyselín, zásad a vodných chemických roztokov
- Jednoelektródové alebo viacelektródové vyhotovenia na bodovú detekciu hladiny alebo riadenie minimálnej a maximálnej hladiny
- Kompaktné vyhotovenia vhodné aj pre inštalácie s obmedzeným priestorom
- Flexibilná integrácia s elektródovými relé, vyhodnocovacími jednotkami, PLC, čerpadlami, ventilmi a signalizačnými systémami
- Prispôsobenie rôznym procesným podmienkam vhodnou voľbou materiálu elektród a izolácie
- Cenovo efektívne použitie na ochranu proti preplneniu, ochranu proti chodu nasucho, riadenie čerpadiel a automatické plnenie alebo vyprázdňovanie
Aké sú obmedzenia vodivostného hladinového spínača?
Vodivostné hladinové spínače sú pri použití s vhodnými kvapalinami spoľahlivé, pri výbere a inštalácii je však potrebné zohľadniť niekoľko obmedzení:
- Detekujú iba kvapaliny s dostatočnou elektrickou vodivosťou. Oleje, palivá, väčšinu organických rozpúšťadiel a veľmi čistú vodu spravidla nemožno spoľahlivo detekovať.
- Izolačné usadeniny, napríklad vodný kameň alebo vykryštalizovaný materiál, môžu pokryť elektródu a zabrániť zopnutiu. Vodivé usadeniny, mostíky vytvorené produktom alebo vodivá pena môžu naopak spôsobiť predčasné alebo falošné zopnutie.
- Agresívne médiá môžu spôsobiť koróziu zmáčaných častí. Materiály elektródy, izolácie, tesnenia a procesného pripojenia preto musia byť s kvapalinou chemicky kompatibilné.
- Merací obvod vyžaduje referenčnú elektródu alebo vhodnú vodivú stenu nádrže. Pri nevodivých nádobách je potrebná samostatná referenčná elektróda.
- Vodivostné spínače zabezpečujú bodovú detekciu hladiny, nie kontinuálne meranie hladiny.
- Kvapaliny s vodivosťou blízkou minimálnej hodnote prístroja nemusia byť spoľahlivo detekované. V takom prípade je potrebné správne nastaviť spínaciu citlivosť, ak je nastaviteľná, a spoľahlivú funkciu overiť v skutočných procesných podmienkach.
Správna voľba materiálov, vhodné umiestnenie elektród a v prípade potreby ich čistenie pomáhajú zabezpečiť dlhodobo spoľahlivú prevádzku.
Čo znamená µS/cm pri vodivostnom meraní hladiny?
Mikrosiemens na centimeter (µS/cm) je jednotka elektrickej vodivosti. Udáva, ako ľahko kvapalina vedie elektrický prúd, a preto je kľúčovým parametrom pri výbere vodivostného hladinového spínača.
Procesná kvapalina musí dosahovať aspoň minimálnu vodivosť stanovenú pre zvolený spínač alebo vyhodnocovaciu jednotku. Ak je napríklad požadovaná minimálna vodivosť 20 µS/cm, kvapalina s nižšou hodnotou nemusí vytvoriť spoľahlivý spínací signál. Vodivosť sa môže meniť s teplotou a zložením, preto je potrebné vychádzať z najnižšej vodivosti očakávanej v skutočných procesných podmienkach.
Aký typ elektrickej vodivosti sa využíva pri vodivostnej detekcii hladiny?
Vodivostná detekcia hladiny je založená na elektrolytickej, teda iónovej vodivosti. V kvapaline prenášajú elektrický prúd medzi snímacou a referenčnou elektródou rozpustené ióny..
- Elektrónová vodivosť sa vyskytuje predovšetkým v kovoch a ďalších vodivých pevných látkach, kde elektrický prúd prenášajú elektróny.
- Elektrolytická vodivosť sa vyskytuje v kvapalinách obsahujúcich pohyblivé ióny a je princípom relevantným pre vodivostné hladinové spínače.
- Polovodičová vodivosť sa vyskytuje v polovodičových materiáloch, kde je vodivosť riadená pohybom elektrónov a dier a široko sa využíva v elektronických súčiastkach.
Na spoľahlivé zopnutie musí kvapalina obsahovať dostatok pohyblivých iónov, aby prekročila minimálny prah vodivosti zvoleného prístroja.
Aké tlakové a teplotné rozsahy sú k dispozícii pri vodivostných hladinových spínačoch?
Prípustný procesný tlak a teplota závisia od konkrétneho modelu, konštrukcie elektród, procesného pripojenia, tesnenia, izolácie a použitých materiálov. Vodivostné hladinové spínače sú k dispozícii pre aplikácie od nádrží s atmosférickým tlakom až po tlakové nádoby a od bežných až po zvýšené procesné teploty.
V závislosti od modelu KOBOLD môžu dostupné parametre zahŕňať:
Procesný tlak: od aplikácií pri atmosférickom tlaku až do 30 bar
Procesná teplota: až 150 °C; vybrané vyhotovenia sú vhodné aj na čistiace procesy pri zvýšených teplotách, napríklad CIP.
Vždy skontrolujte technický list konkrétneho modelu, v ktorom sú uvedené presné prípustné hodnoty tlaku, teploty, vodivosti a materiálové limity. Všetky procesné podmienky musia zostať v rámci stanovených medzí..
Aké typy vodivostných hladinových spínačov sú k dispozícii?
Vodivostné hladinové spínače sú k dispozícii v rôznych konfiguráciách podľa požadovaného počtu spínacích bodov, geometrie nádoby, spôsobu inštalácie a požadovanej riadiacej funkcie.
Medzi bežné vyhotovenia patria:
- Jednobodové vodivostné hladinové spínače na jednu signalizáciu hornej alebo dolnej hladiny, ochranu proti preplneniu, signalizáciu chodu nasucho alebo jeden riadiaci bod
- Viacbodové vodivostné hladinové spínače s niekoľkými elektródami pre viac spínacích hladín alebo stupňovité riadenie čerpadiel a ventilov
- Jednokanálové vyhodnocovacie jednotky, ktoré sledujú jeden elektródový obvod a poskytujú jednu spínaciu funkciu
- Viackanálové vyhodnocovacie jednotky, ktoré sledujú niekoľko elektródových obvodov a poskytujú nezávislé spínacie funkcie
Konštrukcie elektród zahŕňajú pevné tyčové elektródy, závesné káblové elektródy a vyberateľné alebo skrátiteľné elektródy. Najvhodnejšie vyhotovenie závisí od výšky nádrže, montážnej polohy, pohybu kvapaliny, tvorby usadenín, tlaku, teploty a chemickej kompatibility.
Počet elektród, kanálov vyhodnocovacej jednotky, výstupov, procesných pripojení a možnosti inštalácie sa líšia podľa modelu.
Aké sú hlavné súčasti systému vodivostného hladinového spínača?
Systém vodivostného hladinového spínača využíva elektródy, vodivú procesnú kvapalinu, vyhodnocovaciu jednotku alebo relé a výstupný obvod na detekciu definovanej hladiny kvapaliny a vytvorenie riadiaceho signálu.
Systém zvyčajne tvoria
- Snímacia elektróda: Je nainštalovaná v požadovanom spínacom bode a vytvára elektrický kontakt s kvapalinou. Materiál elektródy, napríklad nehrdzavejúca oceľ, titán alebo Hastelloy, sa volí podľa procesného média a prevádzkových podmienok.
- Referenčná elektróda: Uzatvára merací obvod. Ako referenčná elektróda môže slúžiť vhodná vodivá kovová stena nádrže; nevodivé nádoby vyžadujú samostatnú referenčnú elektródu.
- Vodivá procesná kvapalina: Po dosiahnutí spínacieho bodu vytvára medzi snímacou a referenčnou elektródou iónovú vodivú cestu.
- Vyhodnocovacia jednotka alebo relé: Privádza nízke striedavé meracie napätie, vyhodnocuje prúd alebo odpor medzi elektródami a pri dosiahnutí nastaveného prahu mení stav výstupu.
- Výstupný obvod: Odovzdáva spínací signál čerpadlám, ventilom, alarmom, indikátorom, PLC alebo iným automatizačným zariadeniam.
Vyžaduje vodivostný hladinový spínač údržbu?
Vodivostné hladinové spínače majú vo všeobecnosti nízke nároky na údržbu, pretože neobsahujú žiadne pohyblivé snímacie časti. Nie v každej aplikácii sú však úplne bezúdržbové. Elektródy pravidelne kontrolujte, či sa na nich netvorí vodný kameň, iné usadeniny, kryštalizácia alebo korózia, a v prípade potreby ich vyčistite. Vhodný interval závisí od procesného média a prevádzkových podmienok. Odporúča sa pravidelná funkčná skúška, najmä pri bezpečnostných funkciách, ako je ochrana proti preplneniu a ochrana proti chodu nasucho.
Ako sa má vodivostný hladinový spínač inštalovať?
Vodivostné elektródy sa bežne inštalujú zhora do nádrže alebo nádoby tak, aby každá elektróda končila v požadovanej spínacej hladine. V závislosti od modelu môže byť možná aj bočná alebo šikmá montáž. Dodržujte pokyny výrobcu a elektródy umiestnite mimo prúdu pri plnení, silných turbulencií, miešadiel, stien nádoby a vodivých vnútorných častí, ktoré by mohli spôsobovať nestabilné alebo falošné spínanie.
Dlhé tyčové elektródy môžu vyžadovať mechanickú oporu, aby sa neohýbali ani nepohybovali vplyvom vibrácií, turbulencií či bočných síl. Každá opora v blízkosti neizolovanej meracej časti musí byť elektricky nevodivá a chemicky kompatibilná. V nevodivých nádržiach nainštalujte samostatnú referenčnú elektródu. Zabezpečte, aby usadeniny nevytvárali vodivé mostíky medzi susednými elektródami a aby procesné pripojenie, tesnenia, elektrické zapojenie a uzemnenie spĺňali požiadavky danej aplikácie.
Ako vybrať správny vodivostný hladinový spínač?
Na spoľahlivú dlhodobú prevádzku treba pri výbere vodivostného hladinového spínača posúdiť procesnú kvapalinu, prevádzkové podmienky, spôsob inštalácie a požadovanú riadiacu funkciu. Hlavné kritériá výberu sú:
- Minimálna požadovaná elektrická vodivosť procesnej kvapaliny: >20 µS/cm; overte, že je v rozsahu vodivosti podporovanom prístrojom
- Chemická kompatibilita všetkých zmáčaných materiálov vrátane elektród, izolácie, tesnení a procesného pripojenia
- Procesný tlak a teplota vrátane podmienok čistenia a sterilizácie
- Konfigurácia elektród, materiál, povlak, dĺžka, rozstup a ochrana proti ohnutiu alebo kontaktu s nádobou
- Požadovaný počet spínacích bodov a riadiaca funkcia, napríklad signalizácia hornej alebo dolnej hladiny, ochrana proti preplneniu, ochrana proti chodu nasucho alebo riadenie minimálnej a maximálnej hladiny
- Dostupnosť samostatnej referenčnej elektródy alebo vhodnej elektricky pripojenej kovovej steny nádrže bez izolačnej výstelky
- Montážna poloha, dostupný priestor, turbulencie, pena, usadeniny a možné vytváranie mostíkov z produktu
- Procesné pripojenie, typ a dĺžka elektródy a prípadná mechanická opora
- Kompatibilita s vyhodnocovacou jednotkou, relé, PLC, napájacím napätím a požadovaným výstupom
- Okolité podmienky, stupeň krytia, vibrácie, vlhkosť a prípadné schválenia do prostredia s nebezpečenstvom výbuchu
Zladenie týchto parametrov s technickými údajmi zvoleného vodivostného hladinového spínača spoločnosti KOBOLD pomáha zabezpečiť spoľahlivé spínanie, dlhú životnosť a bezpečné riadenie procesu.
Viac informácií o výbere vodivostného hladinového spínača a technických špecifikáciách získate od niektorého z našich odborníkov alebo v produktovej dokumentácii..
