Sensor Condutividade Indutivo

Um projeto totalmente diferente de célula de condutividade chamada “sem eletrodo” medição por indução eletromagnética em vez de contato elétrico direto para detectar a condutividade da solução líquida. Este projeto de célula tem a vantagem distinta de imunidade virtual à incrustação (Nota 1), uma vez que não há contato elétrico direto entre o circuito de medição e a solução líquida.

Nota 1: Os sensores de condutividade toroidal podem sofrer erros de calibração se a incrustação for tão ruim que o orifício fique obstruído com lama, mas esta é uma condição extrema. Esses sensores são muito mais tolerantes à incrustação do que qualquer forma de célula de condutividade do tipo de contato (eletrodo).

Em vez de usar dois ou quatro eletrodos inseridos na solução para medição de condutividade, esta célula usa dois indutores toroidais (um para induzir uma tensão CA na solução líquida e o outro para medir a força da corrente resultante através da solução):

A ideia básica deste instrumento é que uma bobina primária energizada por energia CA induz uma corrente elétrica que passa pelo líquido da amostra. Essa corrente, por sua vez, induz uma tensão mensurável em uma bobina secundária.

Uma vez que os toróides ferromagnéticos fazem um excelente trabalho em conter seus próprios campos magnéticos, haverá uma indutância mútua desprezível entre as duas bobinas de fio.

A única maneira de uma tensão ser induzida na bobina secundária é se houver uma corrente AC passando pelo centro dessa bobina, através do próprio líquido. Se o líquido não for condutor, a bobina secundária não verá nenhuma tensão induzida, apesar de estar situada perto da bobina primária energizada.

Quanto mais condutiva a solução líquida, mais corrente passará pelo centro de ambas as bobinas (pelo líquido), produzindo assim uma maior tensão induzida na bobina secundária. A tensão da bobina secundária, portanto, é diretamente proporcional à condutividade do líquido (Nota 2).

Nota 2: Observe que isso é oposto ao comportamento de uma célula de condutividade de contato direto, que produz menos tensão à medida que o líquido se torna mais condutivo.

O circuito elétrico equivalente para uma sonda de condutividade toroidal se parece com um par de transformadores, com o líquido atuando como um caminho resistivo para a corrente conectar os dois transformadores:

As células de condutividade toroidal são preferíveis às células de condutividade de contato direto sempre que possível, devido à sua robustez e imunidade virtual a incrustação.

No entanto, as células toroidais não são sensíveis o suficiente para medição de condutividade em aplicações de alta pureza, como tratamento de água de alimentação de caldeira e tratamento de água ultra pura, necessários para a fabricação de produtos farmacêuticos e semicondutores.

Como sempre, as especificações do fabricante são a melhor fonte de informações para a aplicabilidade da célula de condutividade em qualquer processo específico.

A fotografia a seguir mostra uma sonda de condutividade toroidal montada em uma placa de exibição em uma feira comercial, junto com um transmissor de condutividade (para exibir a medição de condutividade em milissegundos por centímetro e também transmitir a medição como um sinal analógico de 4-20 mA):