Les capteurs de conductivité Baumer sont conçus pour la séparation et l’analyse des fluides dans des applications de l’industrie agroalimentaire et du traitement de l’eau. Ils offrent des avantages exceptionnels en termes de précision et d’options d’affichage.
Principe de fonctionnement d’un capteur de conductivité inductif Baumer AFI
Différence entre les technologies conductive et inductive
La structure habituelle des capteurs de conductivité, dont les électrodes sont en contact galvanique avec le fluide à mesurer, atteint ses limites lorsque d’importantes concentrations en ions peuvent mener à l'effet dit de polarisation. Cet effet agit presque comme une résistance supplémentaire, ce qui fausse le résultat de mesure. Les dépôts (par ex. la soude caustique) peuvent engendrer la création de couches isolantes qui rendent complètement impossible toute mesure de conductivité.
La technologie inductive est la seule qui permette une mesure de conductivité fiable et donc une gestion sûre des process lors d’applications avec d’importantes concentrations en ions, par ex. en présence de solutions alcalines et d’acides dont les valeurs de conductivité sont de l’ordre de 100 mS/cm, ainsi qu’en cas de risques de dépôts. En revanche, le principe de mesure inductif n’est pas adapté à la mesure de valeurs de conductivité très faibles. La plus petite plage de mesure est de 500 µS/cm (0,5 mS/cm), ce qui permet d’effectuer des mesures précises de l’ordre de 50 µS.
Structure du capteur de conductivité inductif AFI
L’élément détecteur, avec son revêtement PEEK sans soudure, contient deux bobines toroïdales fonctionnant comme deux transformateurs supposés, raccordés en série. Le premier bobinage primaire est alimenté par un oscillateur dont la fréquence s’exprime en kilohertz. Le circuit de liquide est formé par le canal de mesure du courant. Il traverse l’intérieur des deux bobines toroïdales et de la zone environnante, et relie le circuit secondaire du premier transformateur au circuit primaire du second transformateur. Cette interconnexion peut être considérée comme une boucle commune des deux transformateurs. Le bobinage secondaire du second transformateur est raccordé à un ampèremètre. La valeur de courant mesurée correspond à la dimension de la résistance du liquide RM. Une simple règle de calcul (loi d’Ohm) permet de la convertir en valeur de conductance GM à renseigner, lorsque la tension d’oscillateur UG est connue.
La sensibilité de l’ampèremètre doit être adaptée aux différentes amplitudes des plages de valeur de conductance. L’utilisateur peut effectuer cet ajustement en définissant lui-même des plages de mesure, qui peuvent être sélectionnées, en fonctionnement, à l'aide des entrées de commande.
Le mouvement du liquide dans le canal de mesure du courant n'a pas d'influence sur le principe de mesure inductif. Il est donc recommandé de placer le canal dans le sens d’écoulement pour garantir un meilleur nettoyage. Puisque le canal est monté symétriquement, il est possible de choisir un sens d’écoulement arbitraire sans risque d’obstruction par des composants critiques du fluide.
Une sonde de température Pt100, précise et à réponse rapide, est intégrée dans la tête de l’élément détecteur. La température du fluide mesurée par cette sonde est disponible comme signal de mesure et est également utilisée pour la compensation physique de température de la valeur brute de conductivité.
Compensation de température
La conductivité d’un liquide dépend généralement de la température. Pour de nombreuses solutions aqueuses, celle-ci augmente à + 2%/K. Afin de pouvoir comparer les mesures, les instruments de mesure délivrent en retour la conductivité directement déterminée à une température de référence. Celle-ci est normalement définie à 25 °C. Outre cette définition, l’AFI permet aussi de saisir un coefficient de température en %/K. Celui-ci doit être paramétré sur 0%/K si la compensation de température a également été délivrée. Des coefficients de température non linéaires peuvent être spécifiés par un élément quadratique additionnel.
