Кондуктометрический метод измерения является самым простым и самым бюджетным среди всех представленных на сегодняшний день методов измерения уровня. Как следствие, при желании автоматизировать систему управления уровнем, пользователи в первую очередь обращают внимание именно на кондуктометрию. Однако данный способ измерения, как и любой другой способ, имеет свои достоинства и недостатки. Чтобы лишний раз не переоборудовать свою систему контроля уровня, давайте разберемся в главных тонкостях кондуктометрического метода измерения.
Конструкция и принцип работы кондуктометрических датчиков.
В зависимости от модификации, датчик может иметь один или несколько металлических электродов (стержней), изготовленных из нержавеющей стали. Среди этих электродов выделяется один общий электрод, длина которого максимальна по отношению к другим стержням. Остальные электроды называются сигнальными и выполняют одноименную задачу – сигнализируют о достижении определенных уровней. Главный электрод должен постоянно находиться в контакте с контролируемой жидкостью. Все электроды подключаются к измерительному входу регулятора.
Как говорилось ранее, принцип работы таких датчиков крайне прост. Он основан на измерении сопротивления (электропроводности) контролируемого вещества между общим и сигнальными электродами. Таким образом датчик будет передавать на прибор бесконечно большое сопротивление, если уровень не достигнут, и определенное значение при достижении уровня. Далее прибор анализирует получаемые параметры и формирует выходной управляющий сигнал.
Принцип работы кондуктометрических датчиков уровня.
В каких средах можно использовать кондуктометрию.
Очевидно, с помощью кондуктометрии можно измерять уровень только электропроводных жидкостей, например, воды, растворов и щелочей, так как измеряемая среда должна пропускать электрический ток. Поэтому такие датчики совершенно не подходят для диэлектрических сред. Другая история с клейкими средами – их остатки, налипающие на электродах, могут вызывать ложные срабатывания, что недопустимо с точки зрения автоматизации.
Особенность применения датчиков в металлических и неметаллических резервуарах.
Не многие знают о главной особенности кондуктометрических датчиков, которая следует из принципа их работы. Если уровень измеряется в металлическом резервуаре, то в качестве общего электрода может выступать стенка самого резервуара, а количество электродов будет совпадать с количеством контролируемых уровней. В таком случае стенку резервуара необходимо гальванически связать со входом регулятора. А если резервуар неметаллический, то один из электродов обязательно будет общим, поэтому количество сигнализируемых уровней будет на единицу меньше, чем число электродов.
Применение кондуктометрии в металлических и неметаллических резервуарах.
Типы кондуктометрических датчиков уровня.
Выделяют два типа кондуктометрических датчиков – датчики для открытых и для закрытых резервуаров. Первые представляют собой набор стержней, соединенных пластмассовым пластинами, и не имеющие специального крепления, как например модели ДУ3, ДУ4 и ДУ5. С помощью указанной модели можно контролировать от 3 до 5 уровней в открытых резервуарах.
Кондуктометрические датчики ОВЕН для открытых резервуаров.
Для закрытых резервуаров используются универсальные датчики с резьбовым присоединением, способные работать при более высоком давлении и температуре. Такие датчики, как правило, представляют из себя изолированный штуцер и крепление для одного стержня (модели ДС.2, ДС.П, ДС.ПВТ). Но есть и многостержневые исполнения (модель ДС.П.3).
Кондуктометрические датчики ОВЕН для закрытых резервуаров.
Что еще необходимо в дополнение к датчику
Следует понимать, что датчик – это просто чувствительный элемент, задача которого фиксировать значение контролируемой среды. Контроль и регулирование уровня – это уже задача прибора, к которому подключаются датчики. Прибор должен подавать на датчики и принимать от них сигналы определенного уровня напряжения, и в зависимости от установленной логики формировать управляющие сигналы на насосы, клапана, задвижки и т.п.
Отметим, что электропроводящие среды могут сильно отличаться по удельному сопротивлению. Более того, измеряемое сопротивление может изменяться даже в пределах одной среды, например, при изменении ее температуры или расстояния между электродами. Поэтому прибор должен иметь еще и встроенный регулятор чувствительности, чтобы связка «прибор-датчики» корректно и бесперебойно работала в определенной среде при конкретных условиях.
Удовлетворяющими описанным условиям являются такие приборы управления, как БКК1, САУ-М2, САУ-М6, САУ-М7Е и САУ-У.
Выводы и рекомендации
Мы выяснили, что работа кондуктометрических датчиков уровня зависит от типа емкости, в которой находится жидкость, и от самих параметров жидкости. Представленный метод хоть и простой, но имеет свои ограничения и требует соблюдения ряда условий. Поэтому, если Вы приняли решение измерять уровень жидкости с помощью данного метода, то рекомендуем придерживаться следующего плана действий:
1. Узнаем удельное сопротивление раствора. Учитываем температуру и расстояние между стержнями;
2. Удостоверяемся о возможностях прибора работать с рассчитанным сопротивлением;
3. Настроить чувствительность прибора к контролируемой среде (при необходимости).
Автор статьи: Алексей Клыков
