ما هو حساس الموصلية ولماذا التصميم الحلقي؟
الموصلية هي قدرة السائل على نقل التيار الكهربائي، وتعتمد على نوع الأيونات الذائبة في المحلول وتركيزها وعلى درجة الحرارة، وتُعطى في الصناعة عادةً بوحدات µS/cm أو mS/cm أو S/cm. فبينما تكون الموصلية منخفضة جدًا في الموائع القريبة من الماء النقي، فإنها ترتفع إلى قيم عالية في محاليل الأحماض والقواعد والأملاح. ولهذا يُعد قياس الموصلية وسيلة عملية للمراقبة المستمرة لكمية الأيونات الذائبة، ومن ثم للتركيز الكيميائي بصورة غير مباشرة.
تنقسم حساسات الموصلية المستخدمة في العمليات إلى مجموعتين أساسيتين: حساسات التلامس (ذات الأقطاب) التي تقيس بأقطاب معدنية تلامس المائع مباشرة، والحساسات الحلقية — وتُسمى أيضًا الحثية — التي تتناولها هذه الصفحة. في التصميم الحلقي تكون ملفات القياس مغلقة بالكامل داخل جسم بوليمري مقاوم كيميائيًا، فلا يلامس السائل سوى مادة الجسم. ولغياب سطح القطب، تُستبعد إلى حد كبير مصادر الخطأ الشائعة في حساسات التلامس، مثل الاستقطاب وتغطية الأقطاب بالترسبات وتآكلها.
لا يقدّم الحساس الحلقي بمفرده خرجًا قابلًا للاستخدام، بل يعمل مع جهاز إرسال متوافق لتحليل السوائل يثير الملفات ويعالج الإشارة المقاسة. يستخدم جهاز الإرسال ثابت خلية الحساس وقراءة عنصر الحرارة المدمج لحساب الموصلية، ثم يرسل النتيجة إلى نظام التحكم. وعند مراقبة التركيز، تُفسَّر قيمة الموصلية هذه من خلال علاقة الموصلية بالتركيز الخاصة بالمحلول المعني.
فيزياء القياس الحلقي (الحثي) للموصلية
يشبه القياس الحلقي عمل المحوّل الكهربائي: فسائل العملية المار عبر الحساس وحوله هو الذي يربط بين ملفين حلقيين (toroidal) في جسم الحساس. ويجري القياس على النحو الآتي:
1. تغذية ملف الإثارة: يطبّق جهاز الإرسال جهدًا متناوبًا على الملف الأول (ملف الإثارة). ويولّد المجال المغناطيسي المتغير في قلب الملف مجالًا كهربائيًا مستحثًا في السائل المحيط به.
2. حلقة تيار مغلقة في السائل: يشكّل السائل المار عبر الثقب في جسم الحساس والمحيط بسطحه الخارجي حلقة موصلة مغلقة، ويتناسب التيار المستحث في هذه الحلقة طرديًا مع موصلية السائل.
3. توليد الإشارة في ملف الاستقبال: يمر التيار في حلقة السائل أيضًا عبر قلب الملف الثاني (ملف الاستقبال)، فيستحث فيه إشارة متناسبة مع ذلك التيار. ولا يوجد تماس كهربائي بين الملفين؛ فالسائل الموصل وحده هو ما يربطهما.
4. التحويل إلى موصلية بواسطة ثابت الخلية: تُقيَّم إشارة ملف الاستقبال باستخدام ثابت الخلية (2.7/cm اسميًا) الذي يمثل هندسة حلقة السائل، ثم تُحوَّل إلى قيمة موصلية.
5. تعويض درجة الحرارة: لأن الموصلية تتغير بشدة مع درجة الحرارة، يقيس مقاوم حراري Pt 100 RTD مدمج في الحساس حرارة العملية. وباستخدام هذه القيمة يصحّح جهاز الإرسال القراءة إلى درجة حرارة مرجعية، كي لا تُفسَّر تقلبات الحرارة على أنها تغيرات في التركيز.
لماذا يُعد القياس دون أقطاب ميزة في الأوساط المتسخة والمسببة للتآكل؟
في حساسات التلامس يجري القياس عند السطح البيني بين القطب والسائل. وعند الموصلية العالية يصبح الاستقطاب عند هذا السطح واضحًا؛ وما إن تغطي الزيوت أو الحمأة أو الترسبات البلورية القطبَ حتى تنجرف القراءة، كما تهاجم المواد الكيميائية العدوانية القطب المعدني مباشرة بالتآكل. أما في الحساس الحلقي فالجسم البوليمري هو السطح الوحيد الملامس للسائل. ولأن طبقة رقيقة من الترسبات لا تكاد تغيّر المقاومة الكلية لحلقة التيار، يتحمل القياس الاتساخ بدرجة أكبر بكثير من التصاميم ذات الأقطاب. ومع ذلك يُنصح بالفحص البصري الدوري تحسبًا لترسبات سميكة قد تضيّق ثقب الحساس.
من الموصلية إلى التركيز
في المحاليل التي تهيمن عليها مادة ذائبة واحدة، ترتبط الموصلية بالتركيز بعلاقة محددة، وهذا ما يتيح متابعة تركيز الأحماض والقواعد والأملاح باستمرار. لكن الموصلية في كثير من المحاليل ترتفع مع التركيز حتى قيمة قصوى ثم تعود إلى الانخفاض، فقد تقابل قيمة الموصلية الواحدة تركيزين مختلفين. لذلك يجب تصميم القياس بعد التحقق من أن نطاق التركيز في العملية يبقى على جانب واحد من المنحنى (الجزء الرتيب)، كما يجب تهيئة تعويض الحرارة خصيصًا للمحلول المعني.
تأثير بيئة التركيب في القياس
تشمل حلقة التيار التي يستشعرها الحساس الحلقي أيضًا حجم السائل المحيط بجسمه. وعندما يكون الحساس قريبًا جدًا من جدار الأنبوب أو السطح الداخلي للخزان، تتغير هندسة الحلقة وينحرف ثابت الخلية الفعلي — وهي ظاهرة تُعرف بتأثير الجدار. لذا يوصى بترك خلوص كافٍ حول الحساس، وإن تعذر ذلك فينبغي إجراء المعايرة والحساس في موضع تركيبه. كما قد تؤدي فقاعات الهواء المحتبسة في ثقب الحساس إلى خفض القراءة، ولهذا يُختار اتجاه التركيب مع مراعاة التدفق وانفصال الغاز.
خصائص التصميم والبنية
· قدرة على قياس الموصلية العالية: يمكن قياس الموصلية حتى 2,000,000 µS/cm (2 S/cm)، وهو نطاق عمل يناسب مراقبة التركيز في محاليل الأحماض والقواعد والأملاح عالية الموصلية.
· خيارات جسم مقاوم كيميائيًا: يُقولَب جسم الحساس من PEEK المملوء بالزجاج، أو ETFE المملوء بالزجاج، أو ETFE غير المملوء؛ وتُختار المادة وفق التركيب الكيميائي للعملية ودرجة حرارتها.
· نسخة للحرارة والضغط العاليين: يمكن استخدام نسخة PEEK المخصصة للحرارة العالية عند درجات حرارة للعملية تصل إلى 200 °C وضغوط تصل إلى 2,135 kPa (مطلق).
· بنية داخلية مقاومة للاهتزاز: يرفع إطار معدني داخلي مقوّى المتانةَ الميكانيكية للحساس في نقاط التركيب المعرّضة للاهتزاز.
· عنصر حرارة Pt 100 مدمج: يستشعر مقاوم حراري Pt 100 RTD مدمج في الجسم حرارةَ العملية بجوار منطقة القياس مباشرة لأغراض تعويض الحرارة.
· معياران لوصلة العملية: تُركّب النسخة ذات القلاووظ MNPT مقاس ¾ بوصة مباشرة أو عبر مهايئ، بينما تُستخدم النسخة ذات القلاووظ ⅝-11 UNC مع حشيتها القياسية من EPDM على مهايئ تركيب. وتتوفر للنسخة UNC أيضًا بدائل للحشية من FKM و FFKM.
· كابل محمي وكابل غير محمي: طول الكابل المدمج القياسي 6.1 m، وإلى جانب خيارات 3 m و10 m و15 m و30 m يمكن طلب كابل محمي يحسّن الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي والراديوي (EMI/RFI).
· إخراج الحساس دون إيقاف العملية: تتيح حوامل السحب الاختيارية، الميكانيكية (بعمود لولبي) أو اليدوية، إخراج الحساس من خطوط الأنابيب والخزانات بينما تبقى العملية في التشغيل.
· خيارات التوثيق: يمكن طلب شهادة معايرة، وشهادة معايرة الحلقة (Loop Calibration)، وشهادة معايرة إلكترونية، إضافة إلى شهادة تتبع المواد.
المواصفات الفنية
يجمع الجدول البيانات المحددة للحساس الحلقي نفسه وللمهايئات وحوامل السحب المستخدمة معه. جميع قيم الضغط مطلقة. ويتحدد الحد القابل للاستخدام للنظام الكامل بأدنى قيمة بين مادة الجسم والمهايئ وحامل السحب المختارة.
المعامل | البيانات الفنية |
مبدأ القياس | حلقي (حثي) دون أقطاب؛ ملف إثارة وملف استقبال |
قدرة القياس | المحاليل الإلكتروليتية عالية الموصلية؛ حتى 2,000,000 µS/cm (2 S/cm) |
ثابت الخلية (اسمي) | 2.7/cm |
مادة الجسم (الملامسة للوسط) | PEEK مملوء بالزجاج، أو ETFE مملوء بالزجاج، أو ETFE غير مملوء؛ حشية EPDM في نسخة UNC |
PEEK – حرارة قياسية | حتى 120 °C · حتى 2,135 kPa |
PEEK – حرارة عالية | حتى 200 °C · حتى 2,135 kPa |
ETFE (مملوء بالزجاج / غير مملوء) | حتى 120 °C · حتى 1,480 kPa |
أقصى ضغط لتسجيل CRN | PEEK: 1,618 kPa · ETFE: 1,135 kPa |
وصلة العملية | MNPT مقاس ¾ بوصة أو ⅝-11 UNC (تتطلب مهايئ تركيب) |
تعويض الحرارة | مقاوم حراري Pt 100 RTD مدمج |
الكابل | مدمج، قياسي 6.1 m؛ خيارات 3 m و10 m و15 m و30 m؛ محمي (EMI/RFI) أو غير محمي |
كابل حامل الصمام | كابل قصير 457 mm؛ يُوصل بجهاز الإرسال عبر صندوق توصيل وكابل ربط |
الوزن | 1.0 kg (وزن الشحن 1.5 kg) |
مهايئ إدخال من الفولاذ المقاوم للصدأ | MNPT مقاس 1½ بوصة؛ فولاذ مقاوم للصدأ 316، PEEK مملوء بالزجاج، FKM؛ حتى 200 °C · 2,134 kPa |
مهايئ إدخال من CPVC | MNPT مقاس 2 بوصة؛ CPVC، FKM؛ حتى 791 kPa عند 38 °C، وحتى 412 kPa عند 85 °C |
حامل السحب الميكانيكي | حتى 200 °C · 2,135 kPa؛ أقصى مسافة إدخال 267 mm؛ الوزن 5.5 kg |
حامل السحب اليدوي | حتى 130 °C · 343 kPa؛ أقصى مسافة إدخال 305 mm؛ الوزن 4.5 kg |
المواد الملامسة للوسط في حوامل السحب | فولاذ مقاوم للصدأ 316، مطاط الإيثيلين بروبيلين (EP)، PTFE غير مملوء ومملوء بالكربون؛ الوصلة MNPT مقاس 1½ بوصة |
لا تتوافق حوامل السحب إلا مع تهيئة الحساس ذات الوصلة ⅝-11 UNC والكابل القصير. ويعتمد الحد الأدنى لنطاق القياس والدقة الممكن تحقيقها على جهاز الإرسال، ويجب تأكيدهما لتركيبة الحساس وجهاز الإرسال في مرحلة المشروع.
المزايا الرئيسية
· تحمّل عالٍ للاتساخ: لغياب سطح القطب، لا يكاد يكون للترسبات الرقيقة أثر في القياس، ويقل تواتر التنظيف كثيرًا مقارنة بالحساسات ذات الأقطاب.
· لا قطب معدنيًا يتعرض للتآكل: لأن السطح الملامس للوسط بوليمر مقاوم كيميائيًا، يوفر الحساس عمر خدمة طويلًا في محاليل الأحماض والقواعد والأملاح العدوانية.
· قياس خالٍ من الاستقطاب عند الموصلية العالية: توفر قدرة القياس التي تبلغ 2 S/cm بيانات مستقرة في منطقة الموصلية العالية، حيث يصبح الاستقطاب مشكلة في حساسات التلامس.
· بيانات مستمرة للتحكم في التركيز: يمكن متابعة تغيرات تركيز الحمض أو القاعدة أو الملح لحظيًا — وضبط الحقن تبعًا لذلك — دون انتظار نتائج العينات المخبرية.
· ملاءمة لظروف العمليات الصعبة: تتيح نسخة الحرارة العالية وحد الضغط 2,135 kPa والبنية الداخلية المقاومة للاهتزاز استخدام الحساس في الخطوط ذات الخدمة الشاقة.
· استمرارية العملية أثناء الصيانة: باستخدام حامل السحب يمكن إخراج الحساس للفحص أو التنظيف أو الاستبدال دون تفريغ الخط.
· سهولة الدمج في المنشآت القائمة: يسهّل معياران للقلاووظ ومهايئات إدخال من مواد مختلفة مواءمة الحساس مع وصلات العملية الموجودة.
العمليات التي تعتمد القياس الحلقي للموصلية
تُستخدم حساسات الموصلية الحلقية في العمليات التي تتعامل مع موائع عالية الموصلية أو متسخة أو مسببة للتآكل، وحيثما يلزم رصد التركيز الكيميائي باستمرار. وتبيّن العناوين التالية كيف تُطابَق تهيئة الحساس مع ظروف العملية.
مراقبة تركيز الأحماض والقواعد
عند تحضير محاليل الأحماض والقواعد أو تخفيفها أو حقنها، تُستخدم الموصلية مؤشرًا مستمرًا للتركيز. وتُختار مادة الجسم — PEEK أو ETFE — وفق نوع المحلول ودرجة حرارة التشغيل.
المحاليل الملحية والإلكتروليتات عالية الموصلية
في الإلكتروليتات عالية الموصلية مثل المحاليل الملحية، يوفر القياس الحلقي قراءات مستقرة حتى 2 S/cm دون أي مشكلة في استقطاب الأقطاب.
الموائع المتسخة المعرّضة للترسبات
في الموائع التي تحمل مواد صلبة عالقة أو زيوتًا أو رواسب، يقلل غياب سطح القطب من أثر التغطية بالترسبات في القياس ويطيل الفترات بين أعمال الصيانة.
خطوط المواد الكيميائية المسببة للتآكل
في الخطوط التي تتآكل فيها الأقطاب المعدنية خلال وقت قصير، لا يلامس الحساس ذو الجسم البوليمري سائلَ العملية إلا عبر مادة مقاومة كيميائيًا. ويجب كذلك اختيار مادة الحشية (EPDM أو FKM أو FFKM) بما يناسب كيمياء العملية.
الخطوط عالية الحرارة والمضغوطة
يمكن استخدام نسخة PEEK للحرارة العالية عند حرارة عملية تصل إلى 200 °C مع مهايئ مناسب من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مع حامل السحب الميكانيكي. ويجب التحقق من حد النظام مع قيم تجهيزات التركيب المختارة.
التركيب القابل للإخراج في الخزانات وخطوط الأنابيب
في الخزانات وخطوط الأنابيب التي تعمل باستمرار، يتيح حامل سحب ميكانيكي أو يدوي إخراج الحساس عبر صمام كروي دون إيقاف العملية؛ ويتمتع الحامل الميكانيكي بحدود ضغط وحرارة أعلى.
دليل اختيار حساس الموصلية
يتطلب اختيار الحساس الحلقي نظرة شاملة إلى كيمياء المحلول، ونطاق حرارة العملية وضغطها، وهندسة التركيب، ومتطلبات التكامل. والإجابة عن الأسئلة التالية قبل إعداد العرض والأعمال الهندسية تقود سريعًا إلى التهيئة الصحيحة:
كيمياء العملية ونطاق الموصلية
· نوع المحلول المراد قياسه (حمض أو قاعدة أو ملح أو خليط) ونطاق الموصلية المتوقع
· عند قياس التركيز: هل يبقى نطاق العملية على الجزء الرتيب من منحنى الموصلية–التركيز؟
· هل ينبغي النظر في حساس تلامس بدل الحساس الحلقي للموائع منخفضة الموصلية جدًا؟
· التوافق الكيميائي لمادتي الجسم (PEEK / ETFE) والحشية (EPDM / FKM / FFKM)
· إذا لزم التحكم في pH إلى جانب التركيز: نقطة قياس تُصمَّم بالتكامل مع حساسات pH وORP
نطاق الحرارة والضغط
· حرارة العملية الدنيا / الاعتيادية / القصوى (فوق 120 °C تلزم نسخة PEEK للحرارة العالية)
· أقصى ضغط للعملية والحد المسموح به لمادة الجسم
· هل يلزم تسجيل معدات الضغط الكندي (CRN)؟
· حدود الحرارة والضغط للمهايئ أو حامل السحب المختار
التركيب والظروف الميكانيكية
· هل سيُثبَّت الحساس في الخط (إدخال / غمر) أم سيكون قابلًا للإخراج بحامل سحب؟
· وصلة العملية القائمة: MNPT مقاس ¾ بوصة، أو ⅝-11 UNC، أو MNPT مقاس 1½ بوصة / 2 بوصة عبر مهايئ
· قطر الأنبوب والخلوص حول الحساس (تأثير الجدار)، والمعايرة في موضع التركيب عند الحاجة
· الاهتزاز وسرعة التدفق وخطر احتباس فقاعات الهواء
· مسافة الإدخال ومساحة العمل اللازمتان لحامل السحب
الكابل وجهاز الإرسال والتوثيق
· المسافة بين الحساس وجهاز الإرسال وطول الكابل المناسب؛ وكابل محمي في المواقع ذات التشويش الكهربائي
· التوافق مع جهاز إرسال تحليل السوائل المستخدم والحاجة إلى حساب التركيز
· هل ستُدار قياسات أخرى لتحليل السوائل، مثل حساسات الأكسجين المذاب، على المنصة نفسها؟
· نقطة قياس منفصلة بأجهزة إرسال درجة الحرارة إذا لزمت مراقبة حرارة العملية بشكل مستقل
· متطلبات شهادات المعايرة ومعايرة الحلقة والمعايرة الإلكترونية وتتبع المواد
تُعد بيانات الموصلية أيضًا دليلًا مفيدًا عند تقييم إمكانية تطبيق أجهزة تعتمد على موصلية السائل، مثل مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية. وإذا كان من المخطط الاستخدام في موقع مصنّف كمنطقة خطرة، فيجب تقييم الملاءمة بشكل منفصل في مرحلة المشروع
الشهادات وتسجيل الضغط ومعايير التوصيل
فيما يلي الوثائق التي يمكن طلبها مع الحساس الحلقي، والحدود السارية ضمن تسجيل الضغط، ومعايير القلاووظ المستخدمة:
المعيار / الاعتماد | النطاق والوصف |
شهادة المعايرة | وثيقة اختيارية تؤكد إجراء المعايرة دون إدراج نتائج القياس. |
شهادة معايرة الحلقة (Loop Calibration) | وثيقة اختيارية تُثبت، مع بيانات النتائج، أن الحساس عُوير كسلسلة قياس كاملة مع جهاز الإرسال المقترن به. |
شهادة المعايرة الإلكترونية | وثيقة اختيارية تتضمن نتائج معايرة مقارنة بجهاز مرجعي في المصنع، مع بيانات القياس. |
شهادة تتبع المواد | شهادة اختيارية توثّق تتبع المواد؛ ويمكن إضافتها إلى ملف الجودة في المشاريع التي تخضع فيها سجلات المواد للتدقيق. |
CRN (تسجيل معدات الضغط الكندي) | تُحدَّد للاستخدام ضمن CRN قيم قصوى منفصلة وأدنى للضغط: 1,618 kPa لجسم PEEK ولمهايئات الإدخال من الفولاذ المقاوم للصدأ، و1,135 kPa (مطلق) لجسم ETFE. |
معايير قلاووظ NPT و UNC | تستخدم وصلة الحساس قلاووظ MNPT مقاس ¾ بوصة أو ⅝-11 UNC؛ وتستخدم المهايئات وحوامل السحب قلاووظ MNPT مقاس 1½ بوصة، ومهايئ CPVC قلاووظ MNPT مقاس 2 بوصة، والصمام الكروي قلاووظ FNPT مقاس 1½ بوصة. |
إذا كان الحساس سيُستخدم في موقع مصنّف ذي أجواء قابلة للانفجار، فيجب مناقشة ملاءمة تركيبة الحساس وجهاز الإرسال مع TLY Enerji بشكل منفصل في مرحلة التصميم.
دعم متكامل لقياس الموصلية من TLY Enerji
لا تعتمد موثوقية نتيجة الموصلية على قدرة الحساس القياسية وحدها، بل بالقدر نفسه على كيمياء المائع وهندسة التركيب والتهيئة الصحيحة لتعويض الحرارة. يدرس مهندسو TLY Enerji نوع المحلول ونطاق تركيزه، ونطاق حرارة العملية وضغطها، وهندسة الأنبوب أو الخزان عند نقطة التركيب مجتمعةً، وعلى هذا الأساس يحددون تركيبة مادة الجسم ونوع الوصلة وتجهيزات التركيب. ويُتحقق من حد النظام وفق أدنى قيمة بين الحساس والمهايئ وحامل السحب.
وفي تطبيقات التركيز نتحقق مما إذا كانت علاقة الموصلية بالتركيز أحادية المعنى على امتداد نطاق العملية، وندعم فرق المشاريع في اختيار جهاز الإرسال وتهيئته، وتخطيط الكابلات وصناديق التوصيل، والتكامل مع نظام التحكم، والتشغيل الأولي. والنتيجة نقطة قياس للموصلية تعكس تغيرات كيمياء العملية بصورة صحيحة منذ المعايرة الأولى، وتؤدي دور مدخل تحكم بصيانة يمكن التنبؤ بها.
· تحليل كيمياء العملية ونطاق التركيز
· اختيار الجسم والحشية وتجهيزات التركيب
· تقييم تأثير الجدار وهندسة التركيب
· تهيئة جهاز الإرسال والتكامل مع PLC / DCS / SCADA
· دعم التشغيل الأولي وتخطيط الصيانة
الأسئلة الشائعة
ما هو حساس الموصلية الحلقي؟
حساس الموصلية الحلقي حساس حثي يقيس الموصلية الكهربائية للسائل دون استخدام أقطاب معدنية. يوجد داخل جسمه البوليمري ملفان: يستحث أحدهما حلقة تيار في السائل، ويرصد الآخر هذا التيار الذي يتناسب مقداره مع موصلية السائل. ولغياب سطح القطب، يقيس بموثوقية في المحاليل المتسخة والمسببة للتآكل وعالية الموصلية، ويُستخدم لمراقبة تركيز الأحماض والقواعد والأملاح.
ما الفرق بين حساس الموصلية الحلقي وحساس الموصلية ذي الأقطاب؟
تقيس حساسات التلامس (ذات الأقطاب) التيار بين أقطاب معدنية تلامس السائل مباشرة؛ وهذا ميزة عند الموصلية المنخفضة، لكنها تتأثر بالتغطية بالترسبات والاستقطاب والتآكل. أما في الحساس الحلقي فعناصر القياس محكمة الإغلاق داخل جسم بوليمري، ويعتمد القياس على تيار مستحث في السائل. لذلك يُفضَّل التصميم الحلقي للموائع عالية الموصلية والمتسخة والمسببة للتآكل، بينما ينبغي النظر في حساسات التلامس للموائع منخفضة الموصلية جدًا.
في أي مستويات الموصلية يُستخدم حساس الموصلية الحلقي؟
يستطيع الحساس المعروض في هذه الصفحة قياس المحاليل الإلكتروليتية عالية الموصلية حتى 2,000,000 µS/cm (2 S/cm)، وثابت خليته الاسمي 2.7/cm. ويعتمد الحد الأدنى لنطاق القياس والدقة الممكنة على جهاز الإرسال المستخدم مع الحساس؛ لذا إذا كان التطبيق في منطقة الموصلية المنخفضة، فيجب تقييم تركيبة الحساس وجهاز الإرسال بشكل منفصل في مرحلة المشروع.
كيف يُحدَّد التركيز من قياس الموصلية؟
في محاليل الأحماض أو القواعد أو الأملاح التي تهيمن عليها مادة ذائبة واحدة، تتبع الموصلية والتركيز علاقة محددة، ومن خلالها تُحوَّل الموصلية المقاسة والمعوَّضة حراريًا إلى تركيز. ولأن الموصلية في كثير من المحاليل تبلغ ذروتها عند تركيز معين ثم تنخفض، يجب أن يبقى نطاق العملية على جانب واحد من المنحنى، وإلا فقد تقابل قيمة الموصلية نفسها تركيزين مختلفين.
كيف تُختار مادة جسم الحساس؟
تُختار مادة الجسم وفق كيمياء العملية وظروف الحرارة والضغط. يمكن استخدام جسم PEEK المملوء بالزجاج حتى 120 °C في النسخة القياسية وحتى 200 °C في نسخة الحرارة العالية، وفي الحالتين حتى 2,135 kPa. أما أجسام ETFE المملوءة بالزجاج أو غير المملوءة فمحدودة بـ 120 °C و1,480 kPa، وتُختار حين يتطلب التوافق الكيميائي ذلك. ويجب أن يشمل التقييم نفسه مادة الحشية (EPDM أو FKM أو FFKM).
لماذا يجب ترك خلوص حول الحساس عند تركيبه؟
تمتد حلقة التيار التي يقيسها الحساس الحلقي أيضًا عبر السائل المحيط بجسمه. فإذا كان الحساس قريبًا جدًا من جدار الأنبوب أو الخزان، تتغير هندسة الحلقة وينحرف ثابت الخلية الفعلي، وهذا ما يُسمى تأثير الجدار. لذا يوصى بترك خلوص كافٍ حول الحساس، وحيث يتعذر ذلك في الأنابيب الضيقة، تُعد معايرة الحساس في موضع تركيبه وسيلة عملية لتعويض خطأ تأثير الجدار.
كيف تؤثر درجة الحرارة في قياس الموصلية؟
ترتفع موصلية المحاليل ارتفاعًا ملحوظًا مع زيادة الحرارة، لذا قد يبدو تغير الحرارة في قياس غير معوَّض كأنه تغير في التركيز. يقيس المقاوم الحراري Pt 100 RTD المدمج في الحساس حرارة العملية، ويستخدم جهاز الإرسال هذه القيمة لتصحيح الموصلية إلى درجة حرارة مرجعية. وفي قياس التركيز، يجب تهيئة التعويض خصيصًا للمحلول المقاس للحصول على نتيجة صحيحة.
هل يمكن إخراج الحساس دون إيقاف العملية؟
نعم، باستخدام حامل سحب. الحامل الميكانيكي مصنّف حتى 200 °C و2,135 kPa، واليدوي حتى 130 °C و343 kPa، وأقصى مسافة إدخال لهما 267 mm و305 mm على التوالي. يُوصل الحاملان عبر قلاووظ MNPT مقاس 1½ بوصة بصمام كروي يُورَّد بشكل منفصل، ويُستخدمان مع تهيئة الحساس ذات الوصلة ⅝-11 UNC والكابل القصير. وبعد سحب الحساس يُغلق الصمام ويمكن إجراء الصيانة دون فتح الخط.
هل يُستخدم كابل محمي أم غير محمي؟
في المواقع ذات التشويش الكهربائي التي تضم محركات بمغيّرات سرعة أو مضخات أو معدات عالية القدرة، يُختار كابل محمي يحسّن الحماية من EMI/RFI. ويوصى بالكابل غير المحمي مع بعض أجهزة الإرسال، ولا يمكن استخدام النسخة المحمية مع أجهزة إرسال أخرى، لذا يجب أن يتبع الاختيار جهاز الإرسال. طول الكابل المدمج القياسي 6.1 m، وتتوفر أطوال أخرى بين 3 m و30 m، ويمكن تمديد المسار عبر صندوق توصيل.