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產(chǎn)品分類技術(shù)文章/ article
與傳統(tǒng)采用電極接觸液體的“接觸式電導(dǎo)率"測量不同,Endress+Hauser 使用的是 “無電極式"或“電感式" 測量原理。
傳感器結(jié)構(gòu):傳感器內(nèi)部有兩個緊密隔離的環(huán)形變壓器,被封裝在一個耐化學(xué)腐蝕的 PFA 或 PEEK 塑料外殼中。
驅(qū)動線圈(發(fā)射器):通入一個高頻交流電。
測量線圈(接收器):用于檢測感應(yīng)出的電流。
工作過程:
驅(qū)動線圈產(chǎn)生的高頻交變磁場,會穿過傳感器前端形成的、充滿被測液體的環(huán)形流道。
如果液體具有導(dǎo)電性(即使像超純水這樣導(dǎo)電性極低),該交變磁場就會在液體回路中感應(yīng)出一個微弱的環(huán)形感應(yīng)電流。
這個感應(yīng)電流的強(qiáng)度與液體的電導(dǎo)率成正比。
感應(yīng)電流自身又會產(chǎn)生一個次級交變磁場,被測量線圈檢測到。
測量線圈檢測到的信號強(qiáng)度,經(jīng)過儀表電子單元的精確計算,即可換算出液體的電導(dǎo)率值。
這是電感式傳感器在超純水應(yīng)用中的最的大的優(yōu)的勢。
完的全隔離:傳感器的線圈被完的全密封在惰性塑料外殼內(nèi),與超純水零接觸。只有傳感器的塑料本體與被測介質(zhì)接觸。
使用惰性材料:與超純水接觸的部件通常采用極的高純度的 PFA(全氟烷氧基烷烴)。PFA 具有極的佳的化學(xué)惰性、表面光滑且不易吸附離子,不會向超純水中析出任何污染物(離子、有機(jī)物等)。
無極化效應(yīng):接觸式電極在測量高純度水時,會因為電極本身的極化效應(yīng)而產(chǎn)生測量誤差,并且電極表面的輕微污染或化學(xué)反應(yīng)會嚴(yán)重影響結(jié)果。電感式測量完的全避免了電化學(xué)極化問題。
不易結(jié)垢與污染:光滑的 PFA 表面和流線型的設(shè)計,使得固體顆?;蛏锬るy以附著和積聚,最大限度地降低了傳感器本身成為污染源的風(fēng)險。
超純水的電導(dǎo)率極低(在 25°C 時,理論值約為 0.055 µS/cm),測量難度極大。Endress+Hauser 通過以下技術(shù)確保精度:
溫度補償:電導(dǎo)率對溫度極其敏感。Endress+Hauser 傳感器內(nèi)置高精度的 Pt1000 鉑電阻溫度探頭,實時測量介質(zhì)溫度,并采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的溫度補償算法(如根據(jù) USP<645> 標(biāo)準(zhǔn)),將測量值補償?shù)?25°C 下的參考值,確保讀數(shù)的一致性和可比性。
細(xì)胞常數(shù)穩(wěn)定性:在接觸式傳感器中,電極表面的微小劃痕或污染會改變其“細(xì)胞常數(shù)",導(dǎo)致校準(zhǔn)失效。而電感式傳感器的“細(xì)胞常數(shù)"由其物理結(jié)構(gòu)(環(huán)形變壓器的幾何形狀)決定,一旦制造完成就極其穩(wěn)定,幾乎不會隨時間變化,因此具有卓的越的長期穩(wěn)定性,大大減少了校準(zhǔn)需求。
先進(jìn)的電子信號處理:Endress+Hauser 的變送器(如 Liquiline系列)采用先進(jìn)的信號處理技術(shù),能夠精確地放大和測量由超純水中微弱感應(yīng)電流產(chǎn)生的極其微小的信號,并有效抑制噪聲干擾。
完整的系統(tǒng)解決方案:提供從傳感器到變送器的一體化解決方案。變送器不僅顯示電導(dǎo)率和溫度值,還能提供:
電阻率值(電阻率是電導(dǎo)率的倒數(shù),是制藥和微電子行業(yè)的常用參數(shù))。
pH 值計算:基于電導(dǎo)率和溫度,通過內(nèi)置算法計算出理論 pH 值。
符合 USP <645>、EP 和 ChP 等藥典規(guī)程的要求,直接顯示合規(guī)結(jié)果。
Endress+Hauser 在該領(lǐng)域的代表性產(chǎn)品是 CLM1x3 型電感式電導(dǎo)率傳感器,通常與 Liquiline CM4x4 或 Liquiline M CML18 等變送器配套使用。
特性 | 實現(xiàn)方式與優(yōu)勢 |
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無污染 | 電感式原理、PFA/PEEK 惰性材料、與介質(zhì)完的全電隔離,無離子析出。 |
高精度與穩(wěn)定性 | 穩(wěn)定的物理細(xì)胞常數(shù)、高精度溫度補償、先進(jìn)的信號處理技術(shù)。 |
低維護(hù) | 無需像接觸式電極那樣頻繁清洗和校準(zhǔn),維護(hù)周期長。 |
耐腐蝕與耐壓 | 全塑結(jié)構(gòu),適用于各種苛刻的化學(xué)環(huán)境和高純水系統(tǒng)壓力。 |
合規(guī)性 | 內(nèi)置藥典(USP, EP, ChP)規(guī)程,直接輸出符合法規(guī)要求的驗證數(shù)據(jù)。 |
多功能監(jiān)測 | 同時測量電導(dǎo)率、電阻率、溫度,并計算理論pH值。 |
結(jié)論:
Endress+Hauser 的電感式電導(dǎo)率傳感器,通過其獨特的無電極測量原理和精心設(shè)計的惰性材料,完的美地解決了在超純水監(jiān)測中“既要精準(zhǔn)測量,又不能引入污染"的核心矛盾。這使其成為制藥、生物技術(shù)、微電子半導(dǎo)體和電站動力等高純度應(yīng)用領(lǐng)域中不可替代的監(jiān)測工具。