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电导率电极的选择与使用

人气:524 发表时间:2021-03-03

电导率传感器通常分为两大类:电极式和电磁式。后者也称无极式、非接触(环形)式或电感应式等等。 


电极式的优势在于价格,但其“极化”的缺陷太过明显。当电流通过电极时,会发生氧化或还原反应,从而改变电极附近溶液的组成,产生“极化”现象,导致电极表面结晶结垢,如不及时清洗,就会引起电导测量的严重误差,甚至损毁,使用寿命差强人意。即便采用高频交流电测定法,也仅仅是减轻上述的极化现象。为保持测量精度,必须及时定期对其清洗和校正。 


    根据被测水样电导率的大小范围,选择常数合适的电极是准确测量的关键。特别是对纯水(<3μS/cm)和超纯水(<1μS/cm)的测量,应用0.1或0.01的电极,必要时还要加上密闭测量槽,才能作到准确的测量,否则将产生较大的误差。 

    

     选择电极的基本原则:根据被测水样电导率的大小范围,参照下表选择常数合适的电极。在选择电极时,易出现的错误是“选择大常数的电极测低电导”。如选1.0的电极测<3μS/cm的水样,这不可能得到准确的值。因为低电导介质的导电性很差,若再用大常数的电极去测量,则只会得到更微弱且不稳定的电信号,势必大幅度增加测量误差。 


CN121-A配上各种电极后的测量范围 

测量范围电极常数电极型号备注 

0.01~20μS/cm0.01CN12D-0.01 作流动密闭测量 

0.1~200μS/cm0.1CN12D -0.10 

1~2000μS/cm1.0CN12D -1.00 

10~20000μS/cm10CN12D -10.0 

超出上表所列测量范围进行测量时,误差将会有所增大。 


     当介质电导率值>100μS/cm时,宜用常数为1.0或10的铂黑电极测量以增大有效面积,使电极表面的电流密度显著下降,以有效削弱介质是浓溶液时容易产生的电极极化影响。 

    仪表中设置的电极常数必须与电极上所标的常数一致。如所配电极上标注的电极常数为0.102,则仪表里设置的电极常数必须为0.102。 

 

       无极式传感器的测量原理采用一对线绕合金环形线圈,传感器的探头与被测过程溶液体是完全隔离的(非接触)。两个线圈,一个作为发送器,另一个作为接收器。当给发送器线圈通电时,则电解质溶液导电产生感应电流,该感应电流与溶液的电导率成正比,接收器线圈检测该电流的大小,从而求出溶液的电导率值。电导率探头是将两个线绕合金环形线圈定制在具有防腐性能的环形模塑中。正因为传感器的探头与被测过程(液体)是完全隔离的(非接触),所以,无需频繁的维护和保养。相对于传统的电极式电导率测量过程, 从根本上避免了电极表面的离子沉积和覆盖,极化、油污或污染等问题都不会影响无极式传感器的性能。使用寿命可长达10年之久。 


新一代的CN12D-C系列数字型电导率传感器,将信号处理线路集成为一片内嵌MCU的专用集成电路ASIC,它具有电导率测量并数字化的所有功能,这使得传感器在出厂前,就预先得到了校准,并将校准值保存于探头内。探头的低电压低功耗设计,使得探头直接应用于5V的单电源中,典型功耗仅为0.1W,可至0.08W,如采用间歇工作方式,则功耗更低,有利于便携或电池设备中的应用。 


该系列传感器参数: 

内置感温元件: PT-100 ;PT-1000 ;热敏电阻MF5E-2.202F. 

外壳封装材质: PP ;PFA;ABS . 

量程: 0~2mS/cm ;0~20mS/cm;0~200mS/cm ;0~2000mS/cm;可定制; 


输出线缆: 标准长度:5米 ; 

信号处理器: 内置式 ;外置式。 

分辨率:1uS; 1mS 


校准调试: 

    每个无电极传感器有的零点和测量范围。因此,现场安装后,在次对传感器校准时,都需要进行零点校准。零点校准提供测量准确度。通过不同的方法校准传感器测量范围,从而能周期性地保持测量准确度。随着时间的过去,某些过程如粘稠的悬浮液可能会堵塞传感器环孔,这会导致轻微的测量错误。校准的时间长短以及测量漂移的速率能随着每次的使用和它的特殊条件而发生相应的变化。 


 .典型应用: 

- 水资源及废水处理工程 


- 采暖与空调系统,冷凝塔的监控(稀释控制) 


- 金属加工工艺洗液的监测 


- 污水处理厂进出水的监测 


- 饮料酒类装瓶前的清洗系统洗液浓度检测 


- CIP 管线在线清洗系统洗液浓度检测 


- 浓度监控 


- 车辆清洗设备的洗液浓度检测 


 .使用注意事项 

1. 接线错误,会导致传感器工作不正常! 


2.螺纹口及以上部位,必须与被测溶液完全隔离,长期受浸入液体后,会毁坏传感器! 


3. 为确保传感器测量准确,建议传感器周围保留20mm空间,避免其他物质靠近感应区域,不同的空间距离, 比例系数就会改变, 应当进行参数的平衡和补偿。 


4. 安装时感应区域圆孔朝上或倾斜朝上,可以避免偶尔的空气气泡(或采用软件滤波的方法滤除);将传感器悬浮在溶液中防止接触容器(如仅简单地随意将它放入容器中会导致测量误差),且测量过程中应保持探头的静止; 


5. 内置式信号处理传感器工作温度0~50℃,外置式信号处理传感器工作温度0~100℃。 


 6. 若断电较长时间后上电,在5~15分钟以内,电导的数值会有微小的飘移。 


7. 安装时,不要试图通过旋转扭动传感器的“环型”末端来紧固连接,这会导致传感器壳体破碎。 


8. 布线时,不要将探头的线缆穿过任何带有交流或直流电的管道。电信号可能会干扰传感器信号。 


9.由于探头内部与被探测液体会存在相当的温度差,明确建议:在要求测量时,不要将探头内置的PT100/PT1000作为被探测液体的感温元件! 


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