Dieser Artikel wird Ihnen helfen, aus den vielfältigen Typen und Messprinzipien der auf dem Markt erhältlichen Leitfähigkeitssensoren auszuwählen.

Wie andere Parameter in der Prozessautomatisierung können Sie diese Variable mit mehr als einem Prinzip messen. Die beiden Haupttypen von Leitfähigkeitssensoren sind konduktive und induktive Sensoren.

Leitfähigkeitssensortypen

Leitende Sensoren

Beginnen wir mit leitfähigen oder berührenden Positionssensoren, die erste Art von Leitfähigkeitssensor, die je produziert wurde. 1874 machte der Physiker Friedrich Kohrausch diese Entdeckung.

Kohrausch zeigte, dass Elektrolyte einen festen und konstanten elektrischen Widerstand haben, und seine Verwendung von Wechselstrom (AC) verbesserte die Genauigkeit seiner Ergebnisse. Wenn Sie einen Flüssigkeitswiderstand messen, können Sie seine Leitfähigkeit berechnen.

Zwei-Elektroden-Sensoren

Heutzutage haben Standardleitersonden zwei Elektroden, die sich gegenüberliegen. So erzeugt eine Wechselspannung einen Strom im Produkt.

In dieser Strömung bewegen sich die Kationen zur negativen Elektrode und den Anionen zum Positiven. Das bedeutet, dass höhere freie Ladung höheren Stromfluss sowie Leitfähigkeit bedeutet.

Jetzt können die Geometrie der Elektroden, ihre Oberfläche und der Abstand voneinander den Messwert beeinflussen. Bei geringerer Leitfähigkeit haben Sie wahrscheinlich große Oberflächen und kleine Abstände. Und für höhere Werte haben Sie größere Lücken und kleinere Oberflächen.

Bild mit freundlicher Genehmigung von azosensors.com

Vier-Elektroden-Sensoren

Wenn Sie eine hohe Leitfähigkeit (> 30 mS/cm) haben, kann die Stromdichte zwischen den Elektroden Ihre Messwerte mit Polarisation unterbrechen. Die Ionen können eine gegenseitige Abstoßung erzeugen, was zu einer reduzierten Ablesung führt. Um diesen Effekt zu vermeiden, können Sie einen Vier-Elektroden-Sensor verwenden.

Hier messen zwei Elektroden den freien Ionenstrom. Die beiden anderen messen den potentiellen Unterschied im Produkt unter Berücksichtigung der aktuellen Situation. Mit beiden Werten zur Berechnung der Leitfähigkeit negiert man also die Polarisationsfrage.

Induktive Sensoren

Zu guter Letzt haben wir induktive Sensoren. Diese finden Sie in Anwendungen mit hoher Leitfähigkeit oder galvanischer Isolation.

Der induktive Sensor hat zwei magnetisch-induktive Spulen, eine zum Senden und eine zum Empfangen, beide in einer Kunststoffbeschichtung untergebracht. Dann erzeugt ein Oszillator ein wechselmagnetisches Feld in der Getriebespule und induziert eine Spannung.

Diese Spannung bewegt die freien Ionen, erzeugt einen Stromfluss. Und dieser Fluss induziert ein Wechselmagnetfeld und damit einen Fluss in der Rezeptionsspule. Die aktuelle Intensität hängt von der Anzahl der freien Ionen in der Flüssigkeit ab. Hier auch wieder, wenn Sie diesen Wert kennen, können Sie die Leitfähigkeit berechnen.

Wegen der galvanischen Isolierung induktiver Sensoren müssen Sie sich hier nicht um Polarisation sorgen. Und weil Sie keinen elektrischen Kontakt zwischen der Lösung und dem Gerät haben, hat Verschmutzungen auch keine Wirkung.

Schlussfolgerung

Welchen Sensor Sie verwenden sollten, hängt von Ihrer Anwendung und ihren Bedürfnissen ab. Für niedrigere Leitfähigkeit können Sie einen Zwei-Elektroden-Sensor haben. Für einen breiten Messbereich sollten Sie den Vier-Elektroden-Sensor berücksichtigen. Und für Anwendungen mit hoher Leitfähigkeit könnten induktive Sensoren besser funktionieren.

Um mehr über die Leitfähigkeitsmessung zu erfahren, you can get in touch with our engineers!

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