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Tecnología de los sensores de conductividad
La conductividad mide la capacidad de una sustancia de conducir una corriente eléctrica, y depende del número de iones libres (sales, ácido, lejía) en un fluido y de la temperatura del mismo: cuantos más iones libres, más alta es la conductividad. Normalmente, un sensor de conductividad consta de dos placas de metal que están en contacto con el fluido. Si se colocan dos electrodos en un fluido conductor y se aplica un voltaje, fluye una corriente.
Los iones cargados positivamente (cationes) se mueven hacia el electrodo cargado negativamente, mientras que los iones cargados negativamente (aniones) se mueven hacia el electrodo cargado positivamente. Cuantos más iones libres haya en el fluido y mayor sea la conductividad eléctrica del fluido, mayor será la corriente.
La tecnología utilizada en los sensores de conductividad difiere en función del diseño. Se distingue entre sensores de conductividad inductivos y conductivos.
El sensor conductivo LDL100
El LDL100, al igual que otros sensores de conductividad de medición directa, tiene dos electrodos metálicos. La diferencia en nuestro diseño reside en que la carcasa del sensor y el tubo metálico sirven como primer electrodo, y la punta metálica del sensor, como segundo electrodo.
Entre la punta del sensor y la unión roscada de la carcasa se aplica una tensión y se mide el flujo de corriente.
Nota: no se recomienda utilizar el LDL en tuberías de plástico debido al particular diseño de sus electrodos.
El sensor conductivo LDL101
A diferencia del LDL100, el LDL101 no utiliza su carcasa como segundo electrodo, sino que tiene dos electrodos en forma de anillo alojados uno dentro del otro. La tensión se aplica entre el electrodo interior y el exterior, y en este punto es donde se mide el flujo de corriente.
Es importante señalar que, a diferencia del LDL100, el LDL101 cuenta con una constante de celda fija. Con la ayuda del software de uso interno, se pueden asignar diferentes constantes de celda para conseguir siempre la mejor resolución en todo el rango de medición. De este modo, el LDL101 puede hacer con un solo equipo todo aquello para lo que normalmente se necesitan varios equipos.
Un sensor de conductividad inductivo consta de dos bobinas metálicas con devanado de alambre alojadas en un cuerpo de plástico (ifm utiliza PEEK o polipropileno en este caso). La primera bobina (bobina transmisora) genera una tensión eléctrica en el fluido. Dependiendo de la conductividad del fluido, se produce una corriente alterna. Esta genera en la segunda bobina (bobina receptora) un campo magnético alterno proporcional a la conductividad del fluido.
La medición inductiva de la conductividad ofrece varias ventajas:
- Alta resistencia a la corrosión gracias a la punta de plástico.
- Inmune a los sólidos del fluido siempre que el canal de medición no esté obstruido.
¿Lo sabías? (LDL2)
Un problema habitual de las puntas largas de PEEK moldeadas por inyección es que tienden a romperse. Esto se debe a la tensión causada por las fluctuaciones de temperatura y presión que se producen especialmente en las aplicaciones CIP.
La punta, torneada a partir de una sola pieza, permite que el material PEEK se expanda homogéneamente con los cambios de temperatura, distribuyendo la presión de forma más uniforme a lo largo del eje y evitando así posibles puntos de tensión. Con esto se logra mantener la disponibilidad general de la máquina.
La influencia de la temperatura en los sensores LDL
La conductividad de un material depende particularmente de la temperatura, aproximadamente del 1 al 5 % por °C. Todos los sensores de conductividad tienen un sistema de medición de temperatura incorporado para compensar los cambios de temperatura en el fluido.
El gráfico pretende mostrar la diferencia entre la conductividad compensada y la no compensada. Sin compensación (línea azul), la conductividad aumenta o disminuye en función de la temperatura, es decir, la conductividad ya no permanece constante, aunque el fluido siga siendo el mismo. Con la ayuda de una compensación (línea naranja), se consigue una medición repetible y constante. Esto hace que los valores de medición sean comparables en diferentes momentos. Encontrarás más información sobre la compensación de temperatura y cómo ajustarla en el apartado de calibración.
Cada sensor de conductividad de ifm dispone de un certificado de fábrica gratuito. Se genera directamente en el momento de la fabricación y se asigna al número de serie. El sensor pasa por diferentes estaciones de calibración, cada una con diferentes temperaturas y conductividades. En la calibración final, el sensor se compara con un sensor de referencia. Esta información se puede consultar en el certificado de fábrica.
Descarga gratuitamente el certificado de fábrica de nuestro sitio web. Asegúrate de tener a mano el número de serie del sensor, ya que será necesario introducirlo.
Calibración de campo
Los sensores de ifm llegan a sus instalaciones listos para su uso. No obstante, existe la posibilidad de adaptar el sensor a fluidos específicos o temperaturas de referencia in situ. Para ello, los dos parámetros "Ganancia de calibración - CGA" y "Compensación de temperatura T.cmp" se pueden ajustar mediante la comparación del sensor con un fluido de referencia conocido.
La ganancia de calibración [CGA] desplaza la curva de medición del sensor hasta alcanzar el valor conocido del fluido de referencia. Es posible ajustar un valor entre 80 y 120 %. El cálculo se realiza dividiendo el valor conocido por el valor medido.
La compensación de temperatura [T.cmp] establece en qué medida una desviación de la temperatura respecto a la temperatura de referencia (normalmente 25 °C) provoca un cambio en la conductividad.
- La compensación se puede ajustar libremente entre 0 y 5 %/K.
- La compensación de temperatura puede consultarse en la ficha técnica del fluido (en el caso de los fluidos a base de agua suele ser 2 %), o bien determinarse midiendo el mismo fluido a dos temperaturas mediante una ecuación lineal.
El ajuste de CGA y T.cmp puede aportar una mayor precisión, aunque, en la mayoría de los casos, no resulta necesario.
Calibración y recalibración ISO
Para obtener unos resultados de medición fiables a largo plazo, ifm ofrece calibraciones y recalibraciones para los sensores de conductividad. La medición comparativa de sensores de conductividad se realiza con soluciones de referencia que tienen valores de conductividad conocidos. Durante la medición comparativa, se sumerge el elemento de prueba en la solución de referencia y se documenta la desviación entre el valor real y el valor objetivo. A partir de ahí, se pueden tomar medidas para corregir las desviaciones y garantizar una medición precisa.