Auf mikroskopischer Ebene bestehen physische Körper aus einer Kombination aus Molekülen und Partikeln. Teilchen haben einen Freiheitsgrad, der ihre kinetische Energie bestimmt. Die durchschnittliche kinetische Energie dieser Teilchen erzeugt das, was wir als die Temperatur eines Körpers kennen.

Temperatur und Leitfähigkeit

Freie bewegliche Partikel – klingelt da eine Glocke? Als wir über Leitfähigkeitssensoren sprachen, nannten wir freie Ionen, richtig? Also, wenn Leitfähigkeit und Temperatur von der Rate der Partikelbewegung in einem Medium abhängen, dann können Sie eine Idee davon bekommen, wie sie im Zusammenhang stehen.

Die Erhöhung der Temperatur des Mediums erhöht die Bewegung seiner Partikel, einschließlich seiner freien Ionen, wodurch seine Leitfähigkeit erhöht wird.

Dies bedeutet, dass selbst ein kleiner Temperaturwechsel die Leitfähigkeit einer Flüssigkeit beeinflussen kann. Um Messänderungen bei jeder kleinen Temperaturänderung zu vermeiden, zeigen die Sender eine kompensierte Referenzlesung (typischerweise bei 25 Grad Celsius) statt des realen Rohwerts.

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 Arten der Temperaturkompensation

Jetzt, da wir wissen, warum wir kompensieren, zeige ich Ihnen zwei Möglichkeiten.

Sie können eine lineare Kompensation durchführen, wenn Ihre Prozesstemperatur nicht sehr unterschiedlich ist. Aber wenn Sie größere Variationen haben, dann sollten Sie eine Kompensationstabelle verwenden. Lassen Sie uns sehen, wie das geht, und Sie können entscheiden, welches Ihren Bedürfnissen besser entspricht.

Lineare Temperaturkompensation

Die Beziehung zwischen Temperatur und Leitfähigkeit hängt von Faktoren wie Zusammensetzung und Konzentration ab. Um diese Beziehung zu bestimmen, berechnen wir den Koeffizienten alpha (α).

Alpha stellt dar, wie sehr sich die Leitfähigkeit einer Flüssigkeit in Prozentsätzen ändert, wenn die Temperatur um 1 Kelvin zunimmt.

Wenn Ihre Lösung bei einer bestimmten Temperatur stabilisiert, notieren Sie die Temperatur und Leitfähigkeit und verwenden Sie diese Formel, um Ihr α zu finden.

Diese Methode geht davon aus, dass der Koeffizient den gleichen Wert für alle Temperaturen hat, was nicht wahr ist. Wenn Sie jedoch nur eine kleine Variation auf Ihrem Temperaturbereich haben, sollte dies nur einem minimalen Effekt auf die allgemeine Fehlermarge haben.

Nichtlineare Temperaturkompensation

Für einen größeren Temperaturbereich kann eine lineare Kompensation keine genauen Messwerte über den gesamten Bereich geben. Die Beziehung zwischen Temperatur und Leitfähigkeit kann sich für unterschiedliche Temperaturen oder Lösungen ändern.

Beispielsweise steigt bei Flüssigkeiten mit bis zu fünf Prozent gelösten Salzen das Alpha mit steigender Temperatur. Und der α für natürliches Wasser nimmt ab, wenn die Temperatur steigt.

Wie kompensieren wir diese Fälle? Mit einer guten alten empirischen Tabelle, die die Leitfähigkeit für jedes Inkrement innerhalb des Temperaturbereichs misst.

Dazu müssen Sie eine Reihe von Leitfähigkeitsmessungen Ihrer Prozessflüssigkeitsprobe bei verschiedenen Temperaturen durchführen und für jede den Alpha-Wert berechnen. Nachdem Sie alle Daten in einer Tabelle gespeichert haben, können Sie diese Tabelle an Ihren Sender weiterleiten, um genauere Messwerte zu erhalten.

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Automatische Temperaturkompensation (ATC)

Viele Sensoren auf dem Markt sind mit einer automatischen Temperaturkompensation (ATC) ausgestattet, die im Grunde genommen einige Tabellen für bereits bekannte Probleme sind.

Gemeinsame nichtlineare ATC-Methoden für Leitfähigkeitssensoren:

  • Natriumchlorid (IEC 746-3) für Lösungen mit bis zu fünf Prozent gelöster Salze
  • Wasser (ISO 7888) für natürliches Wasser, meist zwischen 100 und 1000 micro-Siemens pro Zentimeter
  • Ultrareines Natriumchloridwasser für Wasser, das behandelt wird, um eine hohe Reinheit zu erreichen, wenn auch pH-neutrale Verunreinigungen
  • Ultrareines Wasserstoffchlorid für hochreines Wasser, mit einem Kationenaustauscher (auch für Ammoniak und Ätznatron geeignet)Um mehr über die Leitfähigkeitsmessung zu erfahren, you can get in touch with our engineers!
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