حسگر رسانایی حلقویفناوری‌ای است که در سال‌های اخیر به عنوان استانداردی برای کنترل فرآیندهای صنعتی و نظارت بر کیفیت آب ظهور کرده است. توانایی آنها در ارائه نتایج قابل اعتماد با دقت بالا، آنها را به گزینه‌ای محبوب در بین مهندسان شاغل در این زمینه‌ها تبدیل کرده است. در این پست وبلاگ، طراحی و ساخت حسگرهای رسانایی حلقوی را به همراه نقش آنها در صنایع مختلف بررسی خواهیم کرد.
حسگر رسانایی حلقوی - اصل اندازه‌گیری: درک القای الکترومغناطیسی
سنسورهای رسانایی حلقوی بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار می‌کنند. برای اندازه‌گیری رسانایی یک مایع، این سنسورها از دو سیم‌پیچ هم‌مرکز استفاده می‌کنند. یکی از این سیم‌پیچ‌ها جریان الکتریکی متناوب را حمل می‌کند. این سیم‌پیچ اولیه نقش مهمی در تولید میدان مغناطیسی متناوب در اطراف خود ایفا می‌کند.
همانطور که مایع از طراحی حلقوی سنسور عبور می‌کند، از این میدان مغناطیسی عبور می‌کند. حرکت ذرات باردار درون مایع، مانند یون‌ها، جریان الکتریکی را در خود مایع القا می‌کند. این جریان القایی همان چیزی است که سنسور برای تعیین رسانایی مایع اندازه‌گیری می‌کند.
حسگر رسانایی حلقوی - طراحی حلقوی: قلب دقت
اصطلاح «توروئیدال» به طراحی دونات شکل سنسور اشاره دارد. این طراحی منحصر به فرد، هسته اصلی دقت و کارایی سنسور است. این سنسور از یک ساختار دایره‌ای و حلقه‌ای شکل با یک هسته خالی تشکیل شده است که مایع از آن عبور می‌کند. این طراحی امکان قرار گرفتن یکنواخت مایع در معرض میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط سیم‌پیچ اولیه را فراهم می‌کند.
طراحی حلقوی چندین مزیت دارد. این طراحی خطر رسوب یا گرفتگی را به حداقل می‌رساند، زیرا هیچ گوشه یا لبه تیزی وجود ندارد که ذرات بتوانند در آن جمع شوند. علاوه بر این، شکل حلقوی یک میدان مغناطیسی ثابت و پایدار را تضمین می‌کند که منجر به اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر رسانایی می‌شود.
حسگر رسانایی حلقوی - الکترودها: کلید اندازه‌گیری رسانایی
در حسگر رسانایی حلقوی، معمولاً دو جفت الکترود پیدا خواهید کرد: اولیه و ثانویه. همانطور که قبلاً ذکر شد، سیم‌پیچ اولیه یک میدان مغناطیسی متناوب تولید می‌کند. از سوی دیگر، سیم‌پیچ ثانویه به عنوان گیرنده عمل می‌کند و ولتاژ القایی در مایع را اندازه‌گیری می‌کند.
ولتاژ القایی مستقیماً با رسانایی مایع متناسب است. سنسور از طریق کالیبراسیون دقیق و الکترونیک پیشرفته، این ولتاژ را به اندازه‌گیری رسانایی تبدیل می‌کند و داده‌های ارزشمندی را برای کنترل فرآیند یا تجزیه و تحلیل کیفیت آب ارائه می‌دهد.
حسگر رسانایی حلقوی - کوپلینگ القایی: رونمایی از فناوری اصلی
در قلبِحسگر رسانایی حلقویاصل کوپلینگ القایی نهفته است. وقتی این سنسورها در یک مایع رسانا غوطه‌ور می‌شوند، اتفاق جالبی می‌افتد. سیم‌پیچ اولیه درون سنسور یک میدان مغناطیسی تولید می‌کند. این میدان مغناطیسی، به نوبه خود، به دلیل رسانایی ذاتی خود، جریان‌های الکتریکی را در مایع القا می‌کند. آن را به عنوان رقصی بین مغناطیس و رسانایی الکتریکی در نظر بگیرید.
همانطور که جریان‌های القایی در داخل مایع گردش می‌کنند، یک میدان الکترومغناطیسی ثانویه ایجاد می‌کنند، مانند موج‌هایی که پس از افتادن یک سنگریزه در سراسر یک برکه پخش می‌شوند. این میدان الکترومغناطیسی ثانویه کلید اندازه‌گیری رسانایی مایع است. در اصل، حسگرهای چنبره از جادوی القای الکترومغناطیسی برای رمزگشایی اطلاعات حیاتی در مورد خواص الکتریکی یک محلول استفاده می‌کنند.
حسگر رسانایی حلقوی - اندازه‌گیری ولتاژ: جنبه کمی
بنابراین، یک حسگر رسانایی حلقوی چگونه رسانایی یک مایع را اندازه‌گیری می‌کند؟ اینجاست که سیم‌پیچ ثانویه وارد عمل می‌شود. سیم‌پیچ ثانویه که به صورت استراتژیک قرار گرفته است، ولتاژ حاصل از میدان الکترومغناطیسی ثانویه را اندازه‌گیری می‌کند. بزرگی این ولتاژ مستقیماً با رسانایی مایع متناسب است. به عبارت ساده‌تر، محلول‌های رساناتر ولتاژ بالاتری القا می‌کنند، در حالی که محلول‌های با رسانایی کمتر ولتاژ کمتری تولید می‌کنند.
این رابطه‌ی سرراست بین ولتاژ و رسانایی، ابزاری دقیق برای تعیین کمیت ویژگی‌های الکتریکی یک مایع فراهم می‌کند و به اپراتورها و محققان اجازه می‌دهد تا داده‌های دقیقی را برای طیف وسیعی از کاربردها، از نظارت بر کیفیت آب در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب گرفته تا ارزیابی شوری آب دریا در تحقیقات دریایی، به دست آورند.
حسگر رسانایی حلقوی - جبران دما: تضمین دقت
در حالی که حسگرهای رسانایی حلقوی دقت بی‌نظیری در اندازه‌گیری رسانایی ارائه می‌دهند، یک عامل حیاتی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود: دما. رسانایی به دما بسیار حساس است، به این معنی که مقدار آن می‌تواند با تغییرات دما نوسان کند. برای رفع این چالش، حسگرهای رسانایی حلقوی اغلب به مکانیسم‌های جبران دما مجهز هستند.
این مکانیزم‌ها تضمین می‌کنند که مقادیر ارائه شده توسط سنسور بر اساس دمای محلول مورد اندازه‌گیری اصلاح شوند. با انجام این کار، سنسورهای حلقوی حتی در محیط‌هایی که تغییرات دما قابل توجه است، دقت خود را حفظ می‌کنند. این ویژگی به ویژه در کاربردهایی که اندازه‌گیری‌های دقیق از اهمیت بالایی برخوردارند، مانند تولید دارو و کنترل فرآیندهای شیمیایی، بسیار مهم است.
حسگر رسانایی حلقوی - کالیبراسیون: تضمین دقت
مانند اکثر ابزارهای تحلیلی، حسگرهای رسانایی حلقوی برای حفظ دقت نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای دارند. کالیبراسیون شامل تأیید قرائت‌های حسگر با استفاده از محلول‌های استاندارد با رسانایی شناخته شده است. این فرآیند به اطمینان از اینکه حسگر در طول زمان به ارائه اندازه‌گیری‌های دقیق ادامه می‌دهد، کمک می‌کند.
کالیبراسیون معمولاً با استفاده از محلول‌هایی با طیف وسیعی از مقادیر رسانایی انجام می‌شود که محدوده عملیاتی مورد انتظار سنسور را پوشش می‌دهد. با مقایسه مقادیر خوانده شده توسط سنسور با مقادیر شناخته شده محلول‌های کالیبراسیون، هرگونه انحراف یا رانش در اندازه‌گیری‌ها قابل شناسایی و اصلاح است. این مرحله حیاتی برای تضمین قابلیت اطمینان داده‌های جمع‌آوری شده توسط سنسور ضروری است.
حسگر رسانایی حلقوی - سازگاری مواد: کلید طول عمر
حسگرهای رسانایی حلقوی برای تماس مستقیم با مایعات طراحی شده‌اند که می‌توانند از نظر ترکیب و خورندگی بسیار متفاوت باشند. بنابراین، این حسگرها معمولاً از موادی ساخته می‌شوند که با طیف وسیعی از مایعات سازگار هستند. این مواد باید در برابر خوردگی و آلودگی مقاوم باشند تا اندازه‌گیری‌های قابل اعتماد و طول عمر حسگر تضمین شود.
مواد رایج مورد استفاده در حسگرهای رسانایی حلقوی شامل فولاد ضد زنگ، تیتانیوم و انواع مختلف پلاستیک است. انتخاب مواد به کاربرد خاص و سازگاری حسگر با مایع مورد اندازه‌گیری بستگی دارد. این انتخاب دقیق مواد تضمین می‌کند که حسگر حتی در محیط‌های چالش‌برانگیز نیز مقاوم باقی بماند.
سازنده حسگر رسانایی حلقوی: شرکت ابزار دقیق شانگهای BOQU
وقتی صحبت از حسگرهای رسانایی حلقوی می‌شود، یکی از تولیدکنندگانی که به خاطر کیفیت و نوآوری خود برجسته است، شرکت ابزار دقیق شانگهای BOQU است. BOQU با سابقه‌ای غنی در تولید ابزارهای اندازه‌گیری دقیق، به خاطر برتری در این زمینه شهرت یافته است.
حسگرهای رسانایی حلقوی BOQU برای پاسخگویی به نیازهای متنوع صنایعی مانند تصفیه فاضلاب، فرآوری شیمیایی و داروسازی طراحی شده‌اند. حسگرهای آنها به دلیل ساختار مستحکم، عملکرد قابل اعتماد و سهولت ادغام در سیستم‌های موجود شناخته شده‌اند.
نتیجه‌گیری
حسگر رسانایی حلقویگواهی بر شگفتی‌های فناوری اندازه‌گیری مدرن است. استفاده از القای الکترومغناطیسی، طراحی حلقوی و الکترودهای با دقت مهندسی شده در آنها، آنها را به ابزارهای ضروری برای صنایعی تبدیل می‌کند که اندازه‌گیری دقیق رسانایی در آنها ضروری است. با تولیدکنندگانی مانند شرکت ابزار دقیق شانگهای BOQU، می‌توانیم انتظار پیشرفت‌های مداوم در این زمینه حیاتی را داشته باشیم که ما را قادر می‌سازد فرآیندها را با دقت و قابلیت اطمینان بیشتری رصد و کنترل کنیم.
زمان ارسال: ۲۲ سپتامبر ۲۰۲۳
