Come funziona un conduttivimetro e quanti tipi ne esistono? Come possiamo misurare la concentrazione attraverso un trasmettitore di conducibilità? Come si collegano questi apparecchi ai PLC?
Benvenuto a questa lezione, oggi parliamo dei conduttivimetri, strumenti che ci permettono di conoscere la conducibilità elettrica dei fluidi, e attraverso questa misurare indirettamente altre variabili come la concentrazione.
Ecco cosa impariamo in questa lezione:
Misurare e controllare la conducibilità nei processi automatizzati.
I conduttivimetri per l’automazione industriale.
Conduttivimetri con 2 elettrodi.
Conduttivimetri a 4 anelli.
Conduttivimetri toroidali.
Come misurare la concentrazione con un conduttivimetro.
Collegamento dei conduttivimetri ai PLC.
Misurare e controllare la conducibilità nei processi automatizzati.
Quando si lavora nell’automazione industriale, ci sono applicazioni dove è necessario controllare il grado di conducibilità o di concentrazione del prodotto o dei fluidi di servizio.
Per effettuare questa misura, oggi possiamo contare su diverse tipologie di apparecchiature, tra le quali i conduttivimetri (misuratori di conducibilità) e i Phmetri (misuratori di pH).
Questi strumenti, installati sulle tubazioni oppure all’interno dei serbatoi, ci forniscono la misura attraverso un segnale analogico oppure direttamente sui bus di rete; le misurazioni sono utilizzate dai plc per controllare i processi.
I conduttivimetri per l’automazione industriale.
Il trasmettitore di conducibilità misura la capacità di conduzione elettrica del fluido con il quale viene a contatto.
L’unità di misura della conducibilità è solitamente millisiemens su cm oppure microsiemens su cm, e per assicurare una buona misurazione, gli strumenti vengono calibrati, dato che le misurazioni possono variare a seconda della temperatura del prodotto.
I conduttivimetro moderni sono in grado di aggiustare automaticamente la curva di misura in base alla temperatura attuale, e in effetti questi strumenti spesso ci forniscono anche il valore della temperatura del fluido misurato.
Conduttivimetri a 4 anelli.
Questo tipo di strumento sfrutta il principio del potenziometro per misurare la conducibilità.
Per funzionare, l’apparecchio genera una tensione alternata ai capi di due anelli esterni, la corrente circola nella soluzione da misurare, e viene misurata la tensione sui due anelli interni dello strumento.
La tensione rilevata è proporzionale alla conducibilità.
Conduttivimetri toroidali.
L’ultimo tipo di conduttivimetro che conosciamo oggi è quello toroidale. Questo apparecchio possiede due sonde di tipo toroidale o senza elettrodi, inserite in un involucro di plastica isolato.
Su uno dei toroidi viene applicata una tensione alternata, generando una corrente ionica che attraversa la soluzione attorno al sensore; questa corrente crea a a sua volta una tensione sul secondo toroide, sul quale avviene la misura.
Come misurare la concentrazione con un conduttivimetro.
Nei paragrafi precedenti a questo abbiamo accennato al fatto che con il conduttivimetro possiamo misurare la concentrazione di un prodotto acido o basico in modo indiretto.
Per eseguire questa procedura si eseguono dei campionamenti alle varie concentrazioni.
Per esempio miscelando 10 litri d’acqua con 10cl di prodotto concentrato, si rileva la conducibilità che viene associata a una concentrazione di 1%.
Poi si aggiungono altri 10 centilitri di prodotto concentrato alla soluzione e si misura nuovamente la conducibilità che a questo punto è riferita al 2%; si può effettuare il test a tutte le concentrazione che vogliamo.
Al termine della procedura si avrà una tabella con i valori di conducibilità alle varie concentrazioni.
Collegamento dei conduttivimetri ai PLC.
Dal punto di vista del PLC, i conduttivimetri forniscono praticamente sempre uno o più segnali analogici, e questi strumenti necessitano naturalmente di un’alimentazione elettrica.
Essi possono essere parametrizzati per mezzo di pulsanti o attraverso dei software, e spesso forniscono oltre che al valore di conducibilità, anche la temperatura del prodotto.
Se utilizziamo conduttivimetri capaci di interfacciarsi sulle reti, come il PROFIBUS o il PROFINET, invece dei classici segnali elettrici 4-20mA o 0-10V avremo i valori che viaggiano sulla rete e finiscono direttamente nella memoria del plc.
