Przewodność monitoring poziomu

Przewodnościowy czujnik poziomu to punktowy czujnik poziomu, który wykrywa obecność lub brak cieczy przewodzącej prąd elektryczny w określonym miejscu w zbiorniku, naczyniu lub rurze. Działa on poprzez wykrywanie przewodności elektrycznej cieczy pomiędzy elektrodą pomiarową a elektrodą odniesienia lub, w niektórych zastosowaniach, pomiędzy elektrodą pomiarową a przewodzącą metalową ścianką zbiornika. Gdy ciecz dotrze do punktu pomiarowego, obwód pomiarowy zostaje zamknięty, a czujnik zmienia stan wyjściowy.

Przewodnościowe czujniki poziomu są powszechnie stosowane do sygnalizacji wysokiego i niskiego poziomu, ochrony przed przepełnieniem, zabezpieczenia przed pracą na sucho oraz automatycznego sterowania pompami lub zaworami. Brak ruchomych części mechanicznych sprawia, że zapewniają niezawodne i niewymagające konserwacji wykrywanie poziomu wielu cieczy.

Przewodnościowy czujnik poziomu może wykrywać ciecze przewodzące prąd elektryczny, takie jak woda, ścieki, roztwory wodne, kwasy, zasady i wiele cieczy procesowych. Może być również stosowany do lepkich cieczy przewodzących, jeśli medium spełnia minimalne wymagania dotyczące przewodności określone dla danego urządzenia. Ciecze nieprzewodzące, takie jak oleje, paliwa i większość rozpuszczalników organicznych, nie mogą niezawodnie zamknąć obwodu pomiarowego i dlatego wymagają innej technologii wykrywania poziomu.

Ciecze przewodzące prąd elektryczny zawierają rozpuszczone jony, które umożliwiają przepływ prądu elektrycznego. Przykładami są woda z rozpuszczonymi solami lub minerałami, kwasy, zasady i wiele wodnych roztworów chemicznych. Przewodnościowe czujniki poziomu wykorzystują przewodnictwo jonowe do wykrywania, czy ciecz styka się z elektrodą. 

A conductive level switch detects whether a conductive liquid has reached a defined switching point by evaluating the electrical resistance between a sensing electrode and a reference electrode.

Przewodnościowy czujnik poziomu wykrywa, czy przewodząca ciecz osiągnęła określony punkt przełączania, oceniając rezystancję elektryczną pomiędzy elektrodą pomiarową a elektrodą odniesienia.

Wewnątrz zbiornika, na wymaganych poziomach przełączania, zainstalowana jest jedna lub więcej elektrod pomiarowych. Elektroda odniesienia, która zazwyczaj pozostaje zanurzona w cieczy, uzupełnia obwód pomiarowy. W odpowiednio przewodzącym, nieizolowanym zbiorniku metalowym ścianka zbiornika może służyć jako elektroda odniesienia. Zbiorniki wykonane z tworzywa sztucznego, betonu lub innych materiałów nieprzewodzących wymagają oddzielnej elektrody odniesienia.

Podłączony sterownik lub przekaźnik elektrodowy przykłada niskie napięcie przemienne między elektrodą pomiarową a elektrodą odniesienia. Gdy ciecz dociera do elektrody pomiarowej, tworzy ścieżkę przewodzącą. Prąd zaczyna płynąć, a rezystancja elektryczna między elektrodami maleje. Gdy rezystancja spadnie poniżej skonfigurowanego progu przełączania, sterownik zmienia stan przekaźnika lub wyjścia przełączającego. Napięcie przemienne służy do minimalizacji polaryzacji elektrod, elektrolizy i niepożądanego utleniania.

Gdy poziom cieczy opadnie poniżej elektrody pomiarowej, ścieżka przewodząca zostaje przerwana, a sygnał wyjściowy zmienia się zgodnie ze skonfigurowaną logiką przełączania. W zależności od liczby i rozmieszczenia elektrod system może zapewniać jednopunktową detekcję poziomu lub kontrolę poziomu minimalnego i maksymalnego.

Zasada działania przewodnościowego sygnalizatora poziomu

Zasada działania opiera się na przewodności elektrycznej cieczy procesowej. W przeciwieństwie do sygnalizatora pływakowego system pomiaru konduktometrycznego nie posiada ruchomego mechanizmu pomiarowego. Wykrywa on, czy ciecz utworzyła przewodzącą ścieżkę elektryczną między elektrodą pomiarową a elektrodą odniesienia. W odpowiednim, nieizolowanym zbiorniku metalowym ścianka zbiornika może służyć jako elektroda odniesienia. Zasada ta umożliwia proste i niezawodne wykrywanie poziomu punktowego przy minimalnej konserwacji.

Przewodnościowe czujniki poziomu służą do punktowego wykrywania poziomu cieczy przewodzących prąd elektryczny. Typowe funkcje obejmują alarmy wysokiego i niskiego poziomu, zabezpieczenie przed przepełnieniem, zabezpieczenie przed pracą na sucho oraz automatyczne sterowanie pompami lub zaworami w zbiornikach, naczyniach i rurociągach.

Typowe zastosowania przemysłowe obejmują:

• Uzdatnianie wody i ścieków: monitorowanie poziomu w zbiornikach z wodą, ściekami, osadami i środkami chemicznymi.
• Przetwarzanie chemiczne: wykrywanie przewodzących kwasów, zasad i wodnych roztworów procesowych.
• Produkcja żywności i napojów: monitorowanie poziomu cieczy przewodzących w zbiornikach magazynowych, mieszalnikach i zbiornikach procesowych, zgodnie z wymaganiami higienicznymi i materiałowymi.
• Produkcja farmaceutyczna: punktowe wykrywanie poziomu odpowiednich cieczy procesowych przewodzących prąd elektryczny, z uwzględnieniem wymagań higienicznych i walidacyjnych.
• Kotły, systemy chłodzenia i instalacje przemysłowe: kontrola poziomu cieczy oraz ochrona pomp i innych urządzeń.

Ciecz procesowa musi spełniać minimalne wymagania dotyczące przewodności określone dla wybranego czujnika lub sterownika. Oleje, paliwa, większość rozpuszczalników organicznych oraz woda wysokooczyszczona lub dejonizowana są zazwyczaj nieodpowiednie, chyba że urządzenie jest specjalnie zaprojektowane do danego zastosowania.

Aby uzyskać szczegółowe wskazówki i wsparcie ekspertów, skonsultuj się z naszym inżynierem aby zapewnić właściwy dobór i długoterminową wydajność.

Przewodnościowe czujniki poziomu zazwyczaj wymagają niewielkiej konserwacji, ponieważ nie posiadają ruchomych części pomiarowych. Nie są jednak bezobsługowe w każdym zastosowaniu. Należy okresowo sprawdzać elektrody pod kątem osadów kamienia, zanieczyszczeń, krystalizacji lub korozji i czyścić je w razie potrzeby. Odpowiednia częstotliwość zależy od medium procesowego i warunków pracy. Zaleca się regularne testowanie działania, szczególnie w przypadku funkcji bezpieczeństwa, takich jak zabezpieczenie przed przepełnieniem i pracą na sucho.

Elektrody przewodnościowe są zazwyczaj instalowane od góry zbiornika lub naczynia, a każda elektroda kończy się na wymaganym poziomie przełączania. W zależności od modelu możliwa jest również instalacja boczna lub pod kątem. Należy postępować zgodnie z instrukcjami producenta i umieszczać elektrody z dala od dysz napełniających, silnych turbulencji, mieszadeł, ścianek naczynia i przewodzących elementów wewnętrznych, które mogłyby powodować niestabilne lub błędne przełączanie.

Elektrody prętowe mogą wymagać podparcia mechanicznego, aby zapobiec ich zginaniu lub przemieszczaniu się pod wpływem wibracji, turbulencji lub sił bocznych. Każde podparcie w pobliżu nieizolowanego odcinka pomiarowego musi być wykonane z materiału nieprzewodzącego prądu elektrycznego i odpornego chemicznie na działanie medium. W zbiornikach nieprzewodzących prądu należy zainstalować oddzielną elektrodę odniesienia. Należy upewnić się, że osady nie mogą tworzyć mostków przewodzących między sąsiednimi elektrodami, a przyłącze procesowe, materiały uszczelniające, okablowanie i uziemienie spełniają wymagania danego zastosowania.

Aby wybrać przewodnościowy czujnik poziomu zapewniający niezawodną i długotrwałą pracę, należy ocenić rodzaj cieczy procesowej, warunki pracy, sposób instalacji oraz wymaganą funkcję sterowania. Kluczowe kryteria wyboru obejmują:

• Minimalna wymagana przewodność elektryczna cieczy procesowej: >20 µS/cm. Należy upewnić się, że przewodność cieczy mieści się w zakresie obsługiwanym przez urządzenie.
• Zgodność chemiczna wszystkich materiałów zwilżanych, w tym elektrod, izolacji, uszczelnień i przyłączy procesowych.
• Ciśnienie i temperatura procesu, w tym warunki czyszczenia i sterylizacji.
• Konfiguracja elektrod, ich materiał, powłoka, długość, odstępy oraz zabezpieczenie przed zginaniem lub kontaktem ze zbiornikiem.
• Wymagana liczba punktów przełączania i funkcji sterowania, takich jak alarm wysokiego poziomu, alarm niskiego poziomu, zabezpieczenie przed przepełnieniem, zabezpieczenie przed pracą na sucho lub sterowanie poziomem minimalnym i maksymalnym.
• Dostępność oddzielnej elektrody odniesienia lub odpowiedniej, nieizolowanej elektrycznie ścianki metalowego zbiornika.
• Pozycja instalacji, dostępna przestrzeń montażowa, turbulencje, piana, osady i możliwość powstawania mostków przewodzących między elektrodami.
• Przyłącze procesowe, typ i długość elektrod oraz wszelkie wymagane podparcie mechaniczne.
• Zgodność ze sterownikiem, przekaźnikiem, sterownikiem PLC, napięciem zasilania i wymaganym sygnałem wyjściowym.
• Warunki otoczenia, stopień ochrony przed wnikaniem pyłu i wody, wibracje, wilgotność oraz dopuszczenia do pracy w strefach zagrożonych wybuchem, jeśli mają zastosowanie.

Dopasowanie tych parametrów do danych technicznych wybranego przewodnościowego czujnika poziomu KOBOLD pozwala zapewnić niezawodne przełączanie, długą żywotność i bezpieczną kontrolę procesu.