Burkert电导率传感器是一种用于测量液体电导率的设备,广泛应用于化学、食品和制药等领域。是通过测量液体中离子的电导率来确定其浓度。当电流通过两个电极之间的液体时,根据欧姆定律可以计算出电阻值。而电阻值与液体的电导率成反比,因此可以通过电阻值计算出液体的电导率。Burkert电导率传感器通常使用四极设计,其中两个电极用于传输电流,另外两个电极用于接收信号并计算电阻值。
基本原理是利用电流通过电解质溶液时,离子将移动并导致电阻下降。该传感器由两个电极组成,一个固定的电极和一个移动的电极,它们之间有一个电解质溶液。当电流流过电解质溶液时,移动电极会受到推力,直至与固定电极之间的距离相等。这个距离是电导率的函数,因此可以利用该距离测量电导率。
1、基于电导池的测量原理
核心原理:基于欧姆定律,通过测量溶液中两个或多个电极之间的电阻来计算电导率。
实现方式:
接触式(电极式):最常见。传感器内置两个或四个金属电极(通常为316L不锈钢、铂或钛),施加交流电压,测量产生的电流,计算出溶液的电导。
感应式(无电极式/电感式):采用环形线圈,一个线圈作为发射器产生交变磁场,另一个作为接收器感应溶液中感应电流产生的磁场。适用于高浓度、强腐蚀、易污染或含固体颗粒的介质,无电极污染问题。
2、电极材料与结构设计
电极材料:
316L不锈钢:成本低,耐腐蚀性好,适用于一般水溶液。
铂(Platinium):耐腐蚀性佳,稳定性高,适用于高纯水、强酸强碱等苛刻环境。常进行“镀铂黑”处理,增大电极表面积,提高灵敏度,减少极化效应。
钛(Titanium):耐氯离子腐蚀,适用于海水、盐水。
电极结构:
两极式:结构简单,成本低,适用于一般测量。易受电极极化和污染影响。
四极式:两个外电极施加电流,两个内电极测量电压。有效消除电极极化和接触电阻的影响,测量精度和稳定性更高,尤其适合宽量程和高精度测量。
3、高精度与宽量程
测量范围广:现代电导率传感器可覆盖极宽的电导率范围,从超纯水(0.055μS/cm)到浓盐水或酸碱(1000 mS/cm以上)。
高精度:配合高质量变送器,精度可达±1%FS或更高。
温度补偿:内置高精度温度传感器(如Pt100,Pt1000),自动进行温度补偿(通常补偿到25°C基准),消除温度变化对电导率测量的影响,确保数据可比性。
4、结构坚固,耐腐蚀,易于维护
外壳材料:通常采用耐腐蚀的PVC、PP、PVDF、PEEK或316L不锈钢,适应不同化学环境。
防护等级:高防护等级(如IP68),可长期浸没在水中或恶劣环境中使用。
易于清洁:电极表面设计光滑,便于清洗。对于易结垢或污染的场合,可设计自动清洗装置(如超声波、机械刷)。
5、智能化与标准化
数字输出:越来越多的传感器采用数字通信协议(如Modbus,SDI-12,IO-Link),抗干扰能力强,传输距离远,可实现即插即用和智能诊断。
自诊断功能:能检测传感器状态(如电极污染、损坏、温度异常)并发出报警。
标准接口:采用标准的螺纹(如NPT,Tri-Clamp)或卫生型卡箍连接,便于安装和更换。
6、针对特定应用的优化设计
在线式:用于管道或水池的连续监测,可带流通池或直接浸入。
浸入式:直接投入水体中测量,常用于水箱、河流、湖泊。
流通式:安装在旁路管道中,适用于压力较高的系统。
卫生型:采用3A、DIN、SMS等卫生级标准设计,表面镜面抛光,w死角,适用于食品、制药行业。
微型化:用于空间受限或微流控系统。
7、稳定性与长寿命
低漂移:优质传感器在定期校准和维护下,可保持长期稳定性,漂移小。
长寿命:合理使用和维护下,传感器寿命可达数年。