КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Кондуктометрические разновидности датчиков считаются оптимальными при необходимости точного контроля уровня токопроводящих жидкостей, включая находящиеся под избыточным давлением.

Их устанавливают в резервуарах разного типа с целью получения сигнала о достижении опасных и предельных значений уровня, регулирования и отслеживания этого параметра.

Данные измерительные приборы ценятся за простоту и прочность конструкции, при целевом использовании недостатки не проявляются.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА

Принцип работы кондуктометрического датчика заключается в использовании разницы показателей электропроводимости воздуха и контролируемой жидкой среды.

В простейшем исполнении он состоит из корпуса с резьбовым штуцером, изоляции, герметизирующего колпачка и погружного элемента, подключаемого к реле вместе с общим электродом.

Функции последнего выполняют стенки металлического бака или дополнительный контрольный стержень, погружаемый как можно ближе к дну или нижнему пределу измерения.

Реле срабатывает при достижении поверхностью жидкости нижней точки сигнального стержня и наоборот. Сигналы датчика передаются на индикаторные устройства, регуляторы уровня и другие типы приборов систем автоматического управления.

Замыкаемая или размыкаемая цепь является слаботочной, способ ценится за простоту и безопасность. Защиту от ложного срабатывания обеспечивают изоляционные шайбы и препятствующий накоплению влаги колпачок, требования к их прочности зависят от ожидаемых параметров рабочей среды.

Материалом для изготовления электродов чаще всего служит нержавеющая сталь, корпуса – пластмасса, защитных и изолирующих частей – фторопласт, керамика или полифениленсульфид. Стержни выпускаются в обычном неразборном исполнении или оснащаются адаптером, второй вариант выбирается при необходимости частого изменения их длины.

К конструктивным преимуществам кондуктометрических разновидностей датчиков уровня относят:

• устойчивость к турбулентности и напору контролируемой среды;
• наличие прочного и компактного корпуса, возможность контроля и наращивания длины погружных частей;
• отсутствие движущихся узлов (актуально для стержневых разновидностей кондуктометрических сигнализаторов); простоту настройки и обслуживания.

Кондуктометрические виды датчиков с одинаковым успехом используются при измерении уровня в баках и цистернах из металла и емкостях со стенками из изоляционного материала, включая пластик.

В первом случае число закрепляемых стержней совпадает с требуемым количеством каналов измерений, уровень жидкости особой роли не играет. Во втором один из стержней выполняет функции общего, требования к его длине и точке монтажа ужесточаются.

Для отслеживания границ сыпучих материалов и диэлектрических жидкостей кондуктометрические разновидности не подходят. Разницы в проводимости недостаточно для замыкания цепи и срабатывания контакта реле. Но при правильной настройке их можно использовать для определения границ раздела разнородных сред, например, между топливом и водой в сепараторах.

РАЗНОВИДНОСТИ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ-РЕЛЕ

В зависимости от типа чувствительного элемента все кондуктометрические измерительные приборы разделяются на стержневые и тросовые. Первая группа представлена датчиками с жесткими стержнями длиной от 0,1 до 4 м с возможностью увеличения этого параметра с помощью удлинителей до 5-10 м.

Вторая группа датчиков имеет гибкие электроды длиной от 1 до 22 м, выбираемые при необходимости передачи сигнала на большие расстояния, но требующие защиты от переплетения и контакта со стенками.

Стержневые кондуктометрические датчики уровня более распространены, в зависимости от числа чувствительных элементов они разделяются на одно- и многоэлектродные. Первые устанавливаются в емкостях с металлическими стенками открытого и закрытого типа и имеют усиленную защиту от ложного срабатывания.

Они контролируют изменение только одного предела уровня, при необходимости его изменения положение датчика или длину электрода меняют.

Многоэлектродные разновидности задействуются при необходимости для контроля нескольких уровней жидкостей в емкостях с любыми стенками включая изоляционные материалы. Стандартные серии обычно имеют три независимых канала отслеживания (при максимуме в шесть), сложность схемы контроля зависит от числа реле и поставленных задач.

Как правило они устанавливаются вертикально, высоту стержней можно менять.

К общим требованиям монтажа относят:

• использование соединительных проводов с сечением не более 1,5 мм²;
• размещение передающего преобразователя в удобном для наблюдения и обслуживания месте;
• заземление дополнительного электрода или металлических стенок бака, выполняющих его функцию;
• запрет на размещение концов электродов в местах постоянного нахождения контролируемой жидкости или скопления воздушных пробок.

Короткие одноэлектродные стержневые разновидности длиной около 10 см лучше остальных подходят для горизонтального монтажа. Чаще всего их привинчивают к стенкам бака в трех точках: на нижнем и верхнем критическом уровне, и контрольной высоте. Такая схема оптимальна при выполнении стенок емкости из металла, в противном случае возникает потребность добавления длинного вертикального электрода.

ОБЛАСТЬ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, ТРЕБОВАНИЯ К РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ

Датчики кондуктометрического типа успешно используются для измерения уровня жидкостей с проводимостью от 0,2 См/м, температурой до +350 °С и давлением в пределах 6,3 МПа. Точные значения характеристик зависят от материалов корпуса и изоляции и в обязательном порядке указываются производителем.

К самым распространенным типам рабочих жидкостей относят:

• водопроводную, техническую и морскую воду;
• слабые растворы солей, щелочей и кислот;
• сточные и дренажные воды;
• пищевые жидкости (квас, пиво, молоко, напитки).

Стандартной областью применения кондуктометрических датчиков считается измерение уровня жидкости в пищевой, химической и с/х промышленности и энергетике. В частности, их устанавливают в САУ линий производства продуктов и напитков, системах водоподготовки и снабжения, очистных, поливочных и дренажных сооружениях.

Безотказная работа при избыточном давлении делает возможной их эксплуатацию в котельных, насосных станциях и гидросооружениях. Тип рабочей емкости может быть любым, включая открытые и закрытые товарные резервуары разной формы и объема.

Датчики такого типа не предназначены для контроля за уровнем вязких, клейких или диэлектрических жидкостей. Ограничением к применению также может стать чрезмерное вспенивание или парение рабочей среды (в этом случае их заменяют более совершенными модификациями или другими типами ИП).

Производители решают эту проблему путем подбора разных материалов, учет их рекомендаций при выборе датчика с учетом параметров рабочей жидкости обязателен.

© 2012-2024 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов