Cảm biến đo mức điện cực là thiết bị sử dụng các điện cực để đo nồng độ, tính chất của dung dịch, hoặc mực chất lỏng dẫn điện trong bể chứa. Hoạt động dựa trên nguyên lý phản ứng điện hóa giữa điện cực và dung dịch.
Nguyên tắc hoạt động
- Tiếp xúc dung dịch: Khi cảm biến được nhúng vào dung dịch, các ion hoặc chất dẫn điện trong dung dịch sẽ tương tác với điện cực.
- Phản ứng điện hóa: Quá trình trao đổi điện tích xảy ra giữa điện cực và dung dịch, tạo ra dòng điện hoặc thay đổi điện thế.
- Đo lường: Dòng điện hoặc điện thế được đo bởi cảm biến và chuyển đổi thành tín hiệu tương ứng với nồng độ, tính chất hoặc mực chất lỏng.
Ứng dụng
Do tính chất đặc biệt này, cảm biến đo mức điện cực rất hữu ích trong nhiều ứng dụng, từ kiểm tra chất lượng nước và môi trường đến quy trình sản xuất công nghiệp và y tế.
Cảm biến này được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như:
- Kiểm tra chất lượng nước, thực phẩm, đồ uống: Đo nồng độ ion, pH, đảm bảo an toàn vệ sinh.
- Nghiên cứu khoa học: Phân tích thành phần dung dịch trong thí nghiệm.
- Giám sát môi trường: Theo dõi chất lượng nước, khí, đất.
- Lĩnh vực y tế: Chẩn đoán, theo dõi sức khỏe bệnh nhân.
- Quy trình sản xuất công nghiệp: Kiểm soát nồng độ, điều chỉnh chất lượng sản phẩm.
Ưu điểm
- Độ chính xác cao: Cho phép đo lường chính xác các chỉ số quan trọng như pH.
- Độ ổn định và bền bỉ: Cảm biến thường có tuổi thọ cao và ít bị ảnh hưởng bởi môi trường.
- Dễ dàng sử dụng và bảo trì: Không đòi hỏi kỹ thuật cao để vận hành và hiệu chỉnh.
Phân loại Cảm biến đo mức điện cực
Cảm biến đo mức điện cực được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm:
- Theo số lượng điện cực:
- Cảm biến đo mức điện cực hai điểm: Sử dụng hai điện cực, một điện cực được đặt ở đáy bể và điện cực kia được đặt ở mức mong muốn. Khi chất lỏng tiếp xúc với điện cực thứ hai, nó sẽ hoàn thành mạch điện và tạo ra tín hiệu báo mức chất lỏng đã đạt đến mức mong muốn.
- Cảm biến đo mức điện cực đa điểm: Sử dụng nhiều điện cực được đặt ở các độ cao khác nhau trong bể. Mức chất lỏng được xác định bằng cách đo điện áp hoặc dòng điện giữa các điện cực này.
- Theo kiểu điện cực:
- Điện cực đơn: Sử dụng một điện cực duy nhất.
- Điện cực kép: Sử dụng hai điện cực được đặt gần nhau.
- Điện cực đồng tâm: Sử dụng hai điện cực được đặt đồng tâm, một điện cực nằm trong điện cực kia.
- Theo vật liệu điện cực:
- Thép không gỉ: Có khả năng chống ăn mòn tốt, phù hợp với nhiều loại dung dịch.
- Titan: Có khả năng chống ăn mòn cao hơn thép không gỉ, phù hợp với các dung dịch khắc nghiệt hơn.
- Hastelloy: Có khả năng chống ăn mòn cao nhất, phù hợp với các dung dịch axit và bazơ mạnh.
- Theo kích thước:
- Đường kính: Kích thước của điện cực.
- Chiều dài: Chiều dài của điện cực.
Ngoài ra, cảm biến đo mức điện cực còn được phân loại theo các tiêu chí khác như:
- Loại dung dịch: Nước, axit, bazơ, dung dịch hữu cơ,…
- Nhiệt độ hoạt động: Phạm vi nhiệt độ mà cảm biến có thể hoạt động.
- Áp suất hoạt động: Phạm vi áp suất mà cảm biến có thể hoạt động.
- Độ chính xác: Mức độ chính xác của phép đo.