Tipos comunes de sensores
Existen muchos tipos de sensores que realizan conversión de fuerza a electricidad, como los extensímetros de resistencia, los de fuerza electromagnética y los capacitivos. El tipo de fuerza electromagnética se usa principalmente en balanzas electrónicas, el tipo capacitivo se usa en algunas básculas de grúa electrónicas y la mayoría de los instrumentos de pesaje usan celdas de carga de tipo de tensión de resistencia. La invención tiene las ventajas de una estructura simple, alta precisión y amplia aplicación, y puede usarse en entornos relativamente hostiles. Por lo tanto, las células de carga extensímetros de resistencia se han utilizado ampliamente en instrumentos de pesaje. Los sensores piezoresistivos son dispositivos que producen resistencia a la difusión en un sustrato de material semiconductor basándose en el efecto piezoresistivo de los materiales semiconductores. Su sustrato se puede utilizar directamente como sensor de medición, con resistencias de difusión conectadas en forma de puente en el sustrato. Cuando el sustrato se deforma por una fuerza externa, el valor de resistencia cambiará y el puente producirá una salida desequilibrada correspondiente.
El sustrato (o diafragma) utilizado como sensor piezoresistivo es principalmente oblea de silicio y oblea de germanio. Los sensores piezorresistivos de silicio que utilizan obleas de silicio como materiales sensibles han atraído cada vez más atención. En particular, los sensores piezoresistivos de estado sólido utilizados para medir la presión y la velocidad son los más utilizados. La medición de la temperatura de resistencia térmica se basa en la característica de que el valor de resistencia de los conductores metálicos aumenta con la temperatura. Las resistencias térmicas están hechas en su mayoría de materiales metálicos puros. Actualmente, el platino y el cobre son los materiales más utilizados. Además, para fabricar resistencias térmicas se han utilizado materiales como níquel, manganeso y rodio.
Los sensores de resistencia térmica utilizan principalmente las características del valor de resistencia que cambia con la temperatura para medir la temperatura y los parámetros relacionados con la temperatura. Este tipo de sensor es adecuado para ocasiones en las que la precisión de detección de alta temperatura es alta. Los materiales de resistencia térmica ampliamente utilizados incluyen platino, cobre, níquel, etc. Tienen las características de un gran coeficiente de resistencia a la temperatura, buena linealidad, rendimiento estable, amplio rango de temperaturas y fácil procesamiento. Se utiliza para medir temperaturas dentro del rango de -200 ℃ ~ 500 ℃.
Clasificación de sensores de resistencia térmica:
1. Sensor de resistencia térmica NTC:
Este sensor es un sensor de coeficiente de temperatura negativo, es decir, la resistencia del El sensor cambia con los aumentos y disminuciones de la temperatura.
2. Sensor de resistencia térmica PTC:
Este sensor es un sensor de coeficiente de temperatura positivo, es decir, la resistencia del sensor aumenta a medida que aumenta la temperatura. Sensores que miden mediante tecnología láser. Consta de láser, detector láser y circuito de medición. El sensor láser es un nuevo tipo de instrumento de medición con las ventajas de medición a larga distancia sin contacto, velocidad rápida, alta precisión, amplio rango de medición y fuerte resistencia a la interferencia fotoeléctrica.
Cuando el sensor láser funciona, el diodo emisor de láser emite pulsos láser al objetivo. La luz láser es reflejada por el objetivo y dispersada en todas direcciones. Parte de la luz dispersada regresa al receptor del sensor y, una vez recibida por el sistema óptico, se refleja en el fotodiodo de avalancha. El fotodiodo de avalancha es un sensor óptico con amplificación interna, que le permite detectar señales luminosas extremadamente débiles y convertirlas en señales eléctricas correspondientes.
Utilizando las características de alta directividad, alta monocromaticidad y alto brillo del láser, se puede lograr una medición de larga distancia sin contacto. Los sensores láser se utilizan a menudo para medir cantidades físicas como longitud (ZLS-Px), distancia (LDM4x), vibración (ZLDS10X), velocidad (LDM30x), orientación, etc. También se pueden utilizar para la detección de defectos y el seguimiento de contaminantes del aire. . El sensor Hall es un sensor de campo magnético basado en el efecto Hall, que se utiliza ampliamente en tecnología de automatización industrial, tecnología de detección y campos de procesamiento de información. El efecto Hall es un método básico para estudiar las propiedades de los materiales semiconductores. El coeficiente Hall medido mediante el experimento del efecto Hall se puede utilizar para determinar parámetros importantes como el tipo de conductividad, la concentración de portadores y la movilidad de los portadores de materiales semiconductores.
Los sensores Hall se dividen en sensores Hall lineales y sensores Hall conmutados.
1. El sensor Hall lineal está compuesto por un elemento Hall, un amplificador lineal y un seguidor de emisor, y genera una cantidad analógica.
2. El sensor Hall de conmutación se compone de un regulador de voltaje, un elemento Hall, un amplificador diferencial, un disparador Schmitt y una etapa de salida, y emite cantidades digitales.
El voltaje Hall cambia con los cambios en la intensidad del campo magnético. Cuanto más fuerte es el campo magnético, mayor es el voltaje; cuanto más débil es el campo magnético, menor es el voltaje.
El voltaje Hall es muy pequeño, generalmente solo unos pocos milivoltios, pero puede amplificarse mediante amplificadores en circuitos integrados para generar una señal fuerte. Si el Hall IC desempeña una función de detección, necesita cambiar la intensidad del campo magnético mediante medios mecánicos. El método que se muestra a continuación utiliza un impulsor giratorio como interruptor para controlar el flujo magnético. Cuando las palas del impulsor están ubicadas en el espacio de aire entre el imán y el Hall ic, el campo magnético se desvía del IC y el voltaje Hall desaparece. De esta forma, los cambios en el voltaje de salida del circuito integrado Hall pueden indicar una determinada posición del eje impulsor del impulsor. Utilizando este principio de funcionamiento, los chips de circuito integrado Hall se pueden utilizar como sensores de sincronización del encendido. Los sensores de efecto Hall son sensores pasivos que sólo funcionan con una fuente de alimentación externa, lo que permite detectar el funcionamiento a baja velocidad. 1. Sensor de temperatura del tubo de temperatura ambiente: el sensor de temperatura ambiente se usa para medir la temperatura ambiente interior y exterior, y el sensor de temperatura del tubo se usa para medir la temperatura de la pared del tubo del evaporador y el condensador. Los sensores de temperatura ambiente y los sensores de temperatura tubulares tienen formas diferentes, pero sus características de temperatura son básicamente las mismas. Según las características de temperatura, existen dos tipos de sensores de temperatura de tubo a temperatura ambiente utilizados por Midea: 1. El valor B constante es 4100k±3 y la resistencia de referencia es 10Kω±3 a 25°C. A 0 ℃ y 55 ℃, la tolerancia de resistencia correspondiente es de aproximadamente 7, pero por debajo de 0 ℃ y por encima de 55 ℃, la tolerancia de resistencia variará según los diferentes proveedores. Cuanto mayor es la temperatura, menor es la resistencia; cuanto menor es la temperatura, mayor es la resistencia. Cuanto más lejos de 25 ℃, mayor será el rango de tolerancia de la resistencia correspondiente.
2. Sensor de temperatura de escape: El sensor de temperatura de escape se utiliza para medir la temperatura de escape en la parte superior del compresor. La constante b es 3950k±3 y la resistencia de referencia es 5kω±3 a 90°. DO.
3. Sensor de temperatura del módulo: El sensor de temperatura del módulo se utiliza para medir la temperatura del módulo de conversión de frecuencia (IGBT o IPM). El modelo de sensor de temperatura utilizado es 602F-3500F y la resistencia de referencia a 25°C es 6kω1. Los valores de resistencia correspondientes a varias temperaturas típicas son -10 ℃ → ( 25,897 ~ 28,623)kω; 0 ℃ → ( 16,3248 ~ 17,7164)kω; 565) Kω.
Existen muchos tipos de sensores de temperatura, entre ellos resistencias térmicas: PT100, PT1000, Cu50, Cu 100 termopares: B, E, J, K, S, etc. No sólo existen muchos tipos de sensores de temperatura, sino también diversas combinaciones. Elija los productos adecuados según los diferentes lugares.
Principio de medición de temperatura: según el principio de que la resistencia de la resistencia y el potencial del termopar cambian regularmente con diferentes temperaturas, se puede obtener el valor de temperatura que necesitamos medir. El sensor de temperatura inalámbrico convierte los parámetros de temperatura del objeto controlado en señales eléctricas y envía señales inalámbricas al extremo receptor para detectar, ajustar y controlar el sistema. Se puede instalar directamente en la caja de conexiones de termopares y resistencias térmicas industriales generales, formando una estructura integrada con elementos sensores in situ. Generalmente se utiliza junto con relés inalámbricos, terminales receptores, puertos serie de comunicación, computadoras electrónicas, etc. , que no solo ahorra alambres y cables de compensación, sino que también reduce la distorsión y la interferencia de la transmisión de la señal, obteniendo así resultados de medición de alta precisión.
Los sensores de temperatura inalámbricos se utilizan ampliamente en las industrias química, metalúrgica, petrolera, de energía eléctrica, de tratamiento de agua, farmacéutica, alimentaria y otras industrias de automatización. Por ejemplo: recolección de temperatura en cables de alto voltaje; recolección de temperatura en ambientes hostiles como bajo el agua; recolección de temperatura en objetos en movimiento; transmisión de datos de sensores en espacios que no son fáciles de conectar; soluciones de recolección de datos seleccionadas para reducir los costos de cableado; fuente de alimentación Medición de datos en lugares; medición de datos portátiles en lugares no fijos. Las funciones de los sensores inteligentes se proponen simulando las acciones coordinadas de los sentidos y el cerebro humanos, combinadas con investigaciones tecnológicas de prueba a largo plazo y experiencia práctica. Es una unidad inteligente relativamente independiente y su apariencia reduce los estrictos requisitos de rendimiento del hardware original, pero el rendimiento del sensor se puede mejorar enormemente con la ayuda del software.
1. Almacenamiento y transmisión de información: con el rápido desarrollo de los sistemas de control distribuido inteligentes, se requiere que las unidades inteligentes tengan funciones de comunicación y utilicen redes de comunicación para realizar comunicaciones bidireccionales en forma digital. símbolo clave de los sensores inteligentes. Los sensores inteligentes pueden realizar diversas funciones transmitiendo datos de prueba o recibiendo instrucciones.
Como configuración de ganancia, configuración de parámetros de compensación, configuración de parámetros de detección interna, salida de datos de prueba, etc.
2. Funciones de autocompensación y cálculo: durante muchos años, los ingenieros y técnicos involucrados en el desarrollo de sensores han estado realizando mucho trabajo de compensación para la variación de temperatura y la no linealidad de salida del sensor, pero no lo han hecho. fundamentalmente lo resolvió. Las funciones de autocompensación y cálculo de los sensores inteligentes abren nuevas posibilidades para la deriva de temperatura y la compensación no lineal de los sensores. Esto relaja los requisitos de precisión del procesamiento del sensor. Siempre que la repetibilidad del sensor sea buena, se pueden obtener resultados de medición más precisos utilizando un microprocesador para calcular la señal de prueba a través del software y utilizando múltiples métodos de cálculo diferencial y de ajuste para compensar la deriva y la no linealidad.
3. Funciones de autoprueba, autocalibración y autodiagnóstico: los sensores comunes deben verificarse y calibrarse periódicamente para garantizar que tengan suficiente precisión en el uso normal. Estas tareas a menudo requieren que se retire el sensor del lugar de uso y se envíe a un laboratorio o departamento de inspección. El sensor de medición en línea es anormal y no se puede diagnosticar a tiempo. Esta situación mejora enormemente mediante el uso de sensores inteligentes. Primero, la función de autodiagnóstico realiza una autoverificación cuando se enciende la alimentación y realiza pruebas de diagnóstico para determinar si un componente está defectuoso. En segundo lugar, la corrección en línea se puede realizar según el tiempo de uso y el microprocesador utiliza los datos de las características de medición almacenados en EPROM para comparación y calibración.
4. Función sensible compuesta: observe los fenómenos naturales circundantes, señales comunes como sonido, luz, electricidad, calor, fuerza, química, etc. En términos generales, existen dos métodos para medir componentes sensibles: medición directa y medición indirecta. Los sensores inteligentes tienen funciones compuestas y pueden medir múltiples cantidades físicas y químicas al mismo tiempo, proporcionando información que puede reflejar de manera integral los patrones de movimiento de la materia. El concepto de biosensor
Biosensor es una materia interdisciplinar que combina orgánicamente sustancias biológicamente activas (enzimas, proteínas, ADN, anticuerpos, antígenos, biopelículas, etc.). ) con sensores físicos y químicos. Es un método de detección y seguimiento avanzado indispensable para el desarrollo de la biotecnología, y también es un método de análisis rápido y de trazas a nivel molecular de sustancias. Varios biosensores tienen la misma estructura: incluyen uno o varios materiales bioactivos relacionados (biopelículas) y transductores físicos o químicos (sensores) que pueden convertir señales expresadas por actividades biológicas en señales eléctricas. Se combinan para reprocesar señales biológicas utilizando microelectrónica moderna y tecnología de instrumentación automática para formar una variedad de dispositivos, instrumentos y sistemas de análisis de biosensores disponibles.
Principio del biosensor
La sustancia a detectar ingresa al material bioactivo a través de difusión y sufre reconocimiento molecular y reacción biológica. La información generada se convierte luego en una señal eléctrica cuantificable y procesable mediante el sensor físico o químico correspondiente, y luego se amplifica y emite por el instrumento secundario, de modo que se pueda conocer la concentración de la sustancia a medir.
Clasificación de los biosensores
Según la clasificación de las sustancias biológicas utilizadas por sus receptores, se pueden dividir en sensores microbianos, sensores inmunológicos, sensores tisulares, sensores celulares, sensores enzimáticos, ADN. sensores, etc.
Según el principio de detección de los dispositivos sensores, se pueden dividir en: biosensores térmicos, biosensores de tubo de efecto de campo, biosensores piezoeléctricos, biosensores ópticos, biosensores de canal acústico, biosensores de electrodos enzimáticos y biosensores mediadores de espera.
Según el tipo de interacción entre sustancias biológicamente sensibles, se puede dividir en dos tipos: tipo de afinidad y tipo metabólico. Cómo funciona:
Un sensor de visión se refiere a la capacidad de capturar miles de píxeles de luz de una imagen completa. La claridad y finura de una imagen generalmente se mide en términos de resolución, expresada en términos de número de píxeles.
Los sensores visuales tienen miles de píxeles que capturan la luz a lo largo de una imagen. La claridad y finura de una imagen generalmente se mide en términos de resolución, expresada en términos de número de píxeles.
Después de capturar una imagen, el sensor de visión la compara con una imagen de referencia almacenada en la memoria para su análisis. Por ejemplo, si se configura un sensor de visión para distinguir una pieza de máquina con ocho pernos insertados correctamente, el sensor sabe que una pieza con solo siete pernos o una pieza con pernos desalineados debe rechazarse. Además, los sensores de visión pueden tomar decisiones sin importar dónde se encuentre la pieza de la máquina en el campo de visión y si la pieza gira dentro de 360 grados.
Áreas de aplicación:
El bajo costo y la facilidad de uso de los sensores de visión han atraído a los diseñadores de máquinas e ingenieros de procesos para integrarlos en una variedad de aplicaciones que alguna vez dependieron de humanos, múltiples fotoeléctricos. sensores o ninguna detección. Las aplicaciones industriales de los sensores de visión incluyen inspección, metrología, medición, posicionamiento, detección de defectos y clasificación. A continuación se muestran solo algunos ejemplos de aplicación:
En una planta de montaje de automóviles, comprobar si las perlas de goma aplicadas por el robot al marco de la puerta son continuas y tienen el ancho correcto;
En una planta embotelladora, verifique si las tapas de las botellas están bien selladas, verifique si la cantidad de llenado es correcta y si cae alguna materia extraña dentro de la botella antes de sellar;
En la línea de producción de envases, asegúrese de que las tapas sean correctas la etiqueta del empaque está pegada en la posición correcta;
En la línea de producción de empaques farmacéuticos, verifique si el blíster de las tabletas de aspirina está dañado o falta;
En la empresa de estampado de metal, el La velocidad de inspección de piezas estampadas es de más de 150 piezas por minuto, que es más de 13 veces más rápida que la inspección manual. Los sensores de desplazamiento, también conocidos como sensores lineales, convierten el desplazamiento en electricidad. El sensor de desplazamiento es un dispositivo lineal y pertenece a la inducción de metales. La función del sensor es convertir diversas cantidades físicas medidas en electricidad. Se puede dividir en sensor de desplazamiento inductivo, sensor de desplazamiento capacitivo, sensor de desplazamiento fotoeléctrico, sensor de desplazamiento ultrasónico y sensor de desplazamiento Hall.
En este proceso de conversión, muchas cantidades físicas (como presión, flujo, aceleración, etc.) a menudo deben convertirse primero en desplazamiento y luego el desplazamiento en electricidad. Por lo tanto, el sensor de desplazamiento es un sensor básico importante. En el proceso de producción, la medición del desplazamiento generalmente se divide en medición de dimensiones físicas y desplazamiento mecánico. El desplazamiento mecánico incluye el desplazamiento lineal y el desplazamiento angular. Según las diferentes formas de transformación de las variables medidas, los sensores de desplazamiento se pueden dividir en tipos analógicos y digitales. El tipo de simulación se puede dividir en dos tipos: tipo físico (como el tipo de generación espontánea) y tipo estructural. Los sensores de desplazamiento más utilizados son estructuras analógicas, incluidos sensores de desplazamiento de potenciómetro, sensores de desplazamiento inductivos, máquinas autoalineantes, sensores de desplazamiento capacitivos, sensores de desplazamiento de corrientes parásitas, sensores de desplazamiento Hall, etc. Una ventaja importante de los sensores de desplazamiento digitales es la facilidad de enviar señales directamente al sistema informático. Este tipo de sensor se desarrolla rápidamente y se utiliza ampliamente. Los sensores de temperatura integrados suelen constar de una sonda de temperatura (termopar o sensor RTD) y una unidad electrónica de estado sólido de dos hilos. La sonda de medición de temperatura se instala directamente en la caja de conexiones en forma de módulo sólido para formar un sensor integrado. Los sensores de temperatura integrados generalmente se dividen en dos tipos: resistencias térmicas y termopares.
El sensor de temperatura de resistencia térmica consta de una unidad de referencia, una unidad de conversión R/V, un circuito lineal, protección de conexión inversa, protección limitadora de corriente y una unidad de conversión V/I. Después de convertir y amplificar la señal de resistencia térmica de la medición de temperatura, se utiliza un circuito lineal para compensar la relación no lineal entre temperatura y resistencia, y el circuito de conversión V/I genera una señal de corriente constante de 4 ~ 20 mA que está relacionada linealmente con la temperatura medida.
Los sensores de temperatura de termopar generalmente constan de una fuente de referencia, compensación de unión fría, unidad de amplificación, procesamiento de linealización, conversión V/I, procesamiento de desacoplamiento, protección de conexión inversa, protección de limitación de corriente y otras unidades de circuito. El potencial termoeléctrico generado por el termopar se amplifica mediante compensación del extremo frío y luego se pasa a través de un circuito lineal para eliminar el error no lineal entre el potencial termoeléctrico y la temperatura, y finalmente se amplifica y convierte en una señal de salida de corriente de 4 ~ 20 mA. Para evitar accidentes causados por fallas en el control de temperatura causadas por cables de termopar rotos, el sensor también tiene un circuito de protección de apagado. Cuando el termopar está dañado o mal conectado, el sensor emitirá el valor máximo (28 mA) para hacer que el instrumento corte el suministro de energía. El sensor de temperatura integrado tiene una estructura simple, ahorra cables, tiene una gran señal de salida, fuerte capacidad antiinterferencia, buena linealidad, instrumento de visualización simple, módulo sólido a prueba de golpes y humedad, tiene protección de conexión inversa y protección de limitación de corriente. y funciona de manera confiable. La salida del sensor de temperatura integrado es una señal unificada de 4 ~ 20 mA y se puede utilizar junto con un sistema de microcomputadora u otros instrumentos convencionales. También se puede convertir en instrumentos de medición a prueba de explosiones o incendios según los requisitos del usuario. 1. Sensor de nivel de flotador
El sensor de nivel de flotador consta de un flotador magnético, un conducto de medición, una unidad de señal, una unidad electrónica, una caja de conexiones y piezas de montaje.
La gravedad específica del flotador magnético es generalmente inferior a 0,5 y puede flotar sobre la superficie del líquido y moverse hacia arriba y hacia abajo a lo largo del tubo de medición.
El elemento de medición está instalado en el conducto, que puede convertir la señal del nivel de líquido medido en una señal de resistencia proporcional al cambio del nivel del líquido bajo la acción de un campo magnético externo, y convertir la unidad electrónica en una señal de 4 ~ 20 mA u otra señal estándar. producción. El sensor es un circuito modular con las ventajas de resistencia a los ácidos, resistencia a la humedad, resistencia al impacto y resistencia a la corrosión. Este circuito contiene un circuito de retroalimentación de corriente constante y un circuito de protección interno, que puede evitar que la corriente de salida máxima exceda los 28 mA, protegiendo así de manera confiable la fuente de alimentación y evitando daños secundarios al instrumento.
2. Sensor de nivel de líquido flotante
El sensor de nivel de líquido tipo flotador convierte una bola flotante magnética en una boya y está diseñado según el principio de flotabilidad de Arquímedes. Los sensores de nivel de boya utilizan una pequeña tecnología de detección de tensión de película metálica para medir el nivel, el límite o la densidad del líquido. Las operaciones de configuración regulares se pueden realizar presionando los botones en el sitio durante el trabajo.
3. Sensor de presión estática o nivel de líquido
Este sensor funciona basándose en el principio de medición de la presión hidrostática. Generalmente, se utiliza un sensor de presión de silicio para convertir la presión medida en una señal eléctrica, que se amplifica mediante un circuito amplificador, se compensa mediante un circuito de compensación y finalmente se emite en un modo actual de 4 ~ 20 ma o 0 ~ 10 ma. El sensor de vacío se produce utilizando tecnología avanzada de micromecanizado de silicio y es un transmisor de presión absoluta con un sensor piezoresistivo de silicio integrado como componente central del sensor. Debido a la cámara de presión de referencia de vacío formada por unión directa silicio-silicio o unión electrostática de vidrio silicio-Pax, así como una serie de tecnologías de envasado sin estrés y tecnologías precisas de compensación de temperatura, tiene las ventajas sobresalientes de buena estabilidad y alta precisión. , y es adecuado para diversas aplicaciones. Medición y control de presión absoluta en diversas situaciones.
Funciones y usos
Al utilizar envasado de presión absoluta al vacío de chips de rango bajo, el producto tiene una alta capacidad de sobrecarga. El chip está lleno de aceite de silicona para aislamiento al vacío y una membrana de acero inoxidable para transición de presión. Tiene una excelente compatibilidad con los medios y es adecuado para medir la presión de vacío de la mayoría de los medios gaseosos y líquidos. No es corrosivo para el acero inoxidable 316L. El efecto del grado de vacío es adecuado para la medición y el control de vacío bajo en diversos entornos industriales. Los sensores capacitivos de nivel de líquido son adecuados para que las empresas industriales midan y controlen los procesos de producción. Se utilizan principalmente para la medición continua a larga distancia e indicación de niveles de líquidos de medios conductores y no conductores o niveles de líquidos sólidos en polvo.
El sensor de nivel de líquido capacitivo consta de un sensor capacitivo y un circuito de módulo electrónico. Basado en una salida de corriente constante de dos cables de 4 ~ 20 mA. Después de la conversión, puede ser una salida de tres o cuatro cables, y la señal de salida forma señales estándar como 1 ~ 5 V, 0 ~ 5 V, 0 ~ 100 mA, etc. Los sensores capacitivos constan de electrodos aislados y un recipiente metálico cilíndrico que contiene el medio de medición. Cuando el nivel del material aumenta, dado que la constante dieléctrica del material no conductor es significativamente menor que la del aire, la capacitancia cambia con la altura del material. El circuito del módulo del sensor consta de una fuente de referencia, modulación de ancho de pulso, conversión, amplificación de corriente constante, retroalimentación y limitación de corriente. Las ventajas de utilizar el principio de modulación de ancho de pulso para la medición son la baja frecuencia, la interferencia de radiofrecuencia en los componentes circundantes, la buena estabilidad, la buena linealidad y la ausencia de una deriva de temperatura obvia. El sensor de acidez con electrodo de antimonio es un instrumento de análisis industrial en línea que integra detección de pH, limpieza automática y conversión de señales eléctricas. Es un sistema de medición de pH compuesto por un electrodo de antimonio y un electrodo de referencia. En la solución ácida que se va a medir, se formará una capa de óxido de trióxido de antimonio en la superficie del electrodo de antimonio, lo que provocará una diferencia de potencial entre la superficie del metal de antimonio y el trióxido de antimonio. La diferencia de potencial depende de la concentración de trióxido de antimonio, que corresponde a la concentración de iones de hidrógeno en la solución ácida a medir. Si la cantidad adecuada de antimonio, trióxido de antimonio y solución acuosa se consideran 1, el potencial del electrodo se puede calcular utilizando la fórmula de Nernst.
El circuito del módulo sólido del sensor de acidez del electrodo de antimonio consta de dos partes. Para la seguridad de las operaciones en el sitio, la parte de la fuente de alimentación utiliza 24 V CA para alimentar el instrumento secundario. Esta fuente de alimentación no sólo proporciona potencia de accionamiento para el motor de limpieza, sino que también debe convertirse en el voltaje CC correspondiente mediante la unidad de conversión de corriente para su uso en el circuito de transmisión. La segunda parte es el circuito del sensor de medición, que amplifica la señal de referencia y la señal de pH del sensor y las envía al circuito de ajuste de pendiente y ajuste de posicionamiento para reducir y ajustar la resistencia interna de la señal. La señal de PH amplificada se superpone con la señal de compensación de temperatura y luego se envía al circuito de conversión. Finalmente, la señal de corriente constante de 4 ~ 20 mA correspondiente al valor de PH se envía al instrumento secundario para mostrar y controlar el valor de PH. Los sensores de concentración para ácidos, bases y sales determinan la concentración midiendo la conductividad de una solución.
Puede detectar continuamente la concentración de ácidos, bases y sales en soluciones acuosas en procesos industriales en línea. Este tipo de sensor se utiliza principalmente en procesos de producción industrial, como el tratamiento del agua de alimentación de calderas, la preparación de soluciones químicas y la protección del medio ambiente.
El principio de funcionamiento del sensor de concentración de sal ácido-base es: dentro de un cierto rango, la concentración de la solución ácido-base es proporcional a su conductividad. Por lo tanto, la concentración ácido-base sólo puede conocerse midiendo la conductividad de la solución. Cuando la solución medida fluye hacia una celda de conductividad especial, si se ignoran la polarización del electrodo y la capacitancia distribuida, puede ser equivalente a una resistencia pura. Cuando fluye corriente alterna de voltaje constante, su corriente de salida tiene una relación lineal con la conductividad, y la conductividad es directamente proporcional a la concentración de ácido y álcali en la solución. Por lo tanto, siempre que se mida la corriente de la solución, se puede calcular la concentración de ácido, álcali y sal.
El sensor de concentración de ácido-base y sal se compone principalmente de una celda de conductividad, un módulo electrónico, un instrumento de visualización y una carcasa. El circuito del módulo electrónico consta de una fuente de alimentación de excitación, una celda de conductividad, un amplificador de conductividad, un rectificador sensible a la fase, un demodulador, una compensación de temperatura, una protección contra sobrecargas y una conversión de corriente. Es un instrumento de proceso (sensor integrado) que mide indirectamente la concentración de iones midiendo el valor de conductividad de la solución. Puede detectar continuamente la conductividad de soluciones acuosas en procesos industriales en línea.
Debido a que la solución electrolítica es un buen conductor de electricidad como un conductor metálico, debe haber resistencia cuando la corriente fluye a través de la solución electrolítica, lo cual es consistente con la ley de Ohm. Las características de resistencia a la temperatura de los líquidos son opuestas a las de los conductores metálicos y tienen características de temperatura negativas. Para distinguirlo de los conductores metálicos, la conductividad de una solución electrolítica se expresa en términos de conductancia (recíproca de la resistencia) o conductividad (recíproca de la resistividad). Cuando dos electrodos mutuamente aislados forman una celda de conductividad, si la solución a medir se coloca en el medio y se aplica una corriente alterna de voltaje constante, se forma un bucle de corriente. Si el voltaje y el tamaño del electrodo son fijos, existe una cierta relación funcional entre la corriente del bucle y la conductividad. De esta manera, midiendo la corriente que fluye en la solución a medir, se puede medir la conductividad de la solución a medir. La estructura y el circuito del sensor de conductividad son los mismos que los de los sensores de concentración de ácidos, álcalis y sales.