易学易用(收官篇)| 超纯水、食品饮料CIP分别适合哪款电导率传感器？

2022年12月13日

我们推出了第1期易学易用

希望通过这个专栏可以帮助大家

大家更好的认识生产中无处不在的传感器。

在13个学无止境的周二

介绍了各类传感器原理

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往期传感器原理回顾：

本期将为大家介绍该栏目的收官之作：电导率传感器，该传感器多用于对工业用水、生活用水、电池中电解液性质等进行测量与检测 ，是工业领域不可或缺的一角。

电导率是衡量介质传导电流能力的一种指标。它受介质中的自由离子（如盐、酸和碱）的数量以及介质的温度影响。自由离子越多，电导率就越高。通常情况下，电导率传感器由两个与介质接触的金属板组成。 在这两个电极上施加电压，介质中产生电流。带正电的离子（阳离子）移动到带负电的电极上，而带负电的离子（阴离子）移动到带正电的电极上。介质中的自由离子越多，电流就越大，因此，电导率就越高。

电导率的SI标准测量单位是西门子/米（S/m），其推导单位是μS/cm和mS/cm。下图展示了几种常见液体的电导率值。

ifm目前有两种电导率测量技术—电导测量方法和电感测量方法。选择使用哪种技术取决于流体的导电性、液体的腐蚀性和悬浮物的数量。

1.电导式电导率传感器（LDL1xx)

ifm的电导式电导率传感器与其他电导式测量电导率的传感器相同，也带有2个金属电极。但我们传感器在设计上的不同之处在于传感器外壳和金属管用作第一电极，而传感器的金属端部作为第二电极。电压施加在传感器端部与外壳过程连接之间，并测量相应的电流。这种设计，电池常数就不是一个固定值，而是基于电极的几何形状。

2.电感式电导率传感器(LDL2xx)

电感式电导率传感器包含2个金属线圈，它们使用芯线缠绕并封闭在塑料壳体中（ifm产品使用PEEK材质）。第一个线圈（发射器线圈）在液体中产生电压。根据介质电导率不同，这会产生交流电。交流电在第二个线圈（接收器线圈）产生与介质电导率成正比的交变电磁场。

电感式电导率测量有以下多个优势：

●PEEK尖端的高耐腐蚀性

●只要测量通道不堵塞，就对介质中的固体不敏感

●不受高导电性介质的影响

在CIP工艺应用中，热膨胀会导致PEEK材料疲劳并在持续的温度循环中开裂，这种情况在包覆式（PEEK包覆金属）设计中很常见。

ifm全PEEK加工的探头设计提供了均匀的热膨胀，从而消除了应力点和潜在的故障，提高了传感器的可用性。

LDL201的长探头还采用了新的制造方法来提高探头的完整性。这个过程创造了一个更强大的探头，并允许更高精度的装配。

LDL200 / LDL210 (左)     LDL201 (右)

3.温度的影响

温度对介质的电导率有很大的影响--大约每摄氏度变动1-5%。所有的电导率传感器都包括一个内置的温度传感器，以便在介质温度变化时对测量进行温度补偿。

LDL200（左）和LDL100（右）中温度传感器的位置

下图说明了有补偿和无补偿的电导率测量之间的区别。没有补偿（黑线），电导率随着温度的升高而增加。有了补偿（橙色线），测量结果保持稳定，重复性更高，可以提供更好的过程控制。

未补偿（黑线）与补偿（橙线）对比

4.LDL传感器的其他特点

水分可渗入接线盒和电缆密封套。这通常是安装在潮湿区域的传感器的弱点。LDL系列采用一体式IP68 / IP69K变送器，从而可以减少失效的可能。该传感器带有封闭式的不锈钢外壳、PEEK探头，且无需使用电缆接线盒或电缆密封套。

采用电缆密封套，允许严苛环境下的水分渗入。

●所有LDL电导率传感器都带有出厂证书，并开箱即用。利用传感器序列号，可从我们的网站免费下载工厂校准证书。

●得益于IO-Link技术，这些传感器也可在现场使用校准增益（CGA）参数和标准或参考溶液来校准。

LDL系列采用封闭式外壳和符合行业标准的M12连接件。

虽然易学易用专栏暂时与大家告一段落，但我们仍会继续秉持ifm-close to you! 的初心，持续提供有价值的内容。

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