TRADUCTOARE GENERATOARE - Traductoare de inductie, Traductoare termoelectrice, Traductoarele pH-metrice

TRADUCTOARE GENERATOARE

1. Traductoare de inductie

Traductoarele de inductie fac parte din categoria traductoarelor generatoare ,adica transforma marimea de masurat direct intr-o tensiune electrica (curent electric), fara a mai fi nevoie de o sursa ajutatoare.

Aceste tipuri de traductoare se bazeaza pe transformarea marimii de masurat ,care este o deplasare ,viteza sau acceleratie, intr-o tensiune electromotoare de inductie.

Tensiunea produsa de traductor este aplicata unui aparat.Aceasta poate fi ,in principiu ,un voltmetru,a carei indicatie este proportionala cu viteza(marimea) de masurat. Asa cum se va arata in capitolele urmatoare ,marimea obtinuta de la traductor este necesara nu numai pentru masurare,ci si pentru comanda ,reglare etc.; de aceea ,in locul voltmetrului se poate gasi rezistenta electrica a unui element ,de exemplu , "rezistenta de intrare' a unui amplificator sau a unui adaptor.In acest caz ,marimea produsa de traductor poate -in urma diverselor transformari (amplificare,comparare cu alta marime etc.)- sa influenteze porcesul tehnologic.

Rezistenta electrica Rs pe care debiteaza traductorul (rezistenta de sarcina) poate decide sa capete o semnificatie diferita ,dupa scopul propus pentru traductor.

In mod asemnator ,si pentru traductoarele expuse in paragrafele anterioare ,unde pentru o intelegere mai usoara s-au indicat aparatele de masurare (voltmetre sau ampermetre), putea fi prevazut la iesire simbolul general de rezistenta de sarcina Rs.

●Traductorul tahometric.Dintre tipurile de traductoare de inductie cel mai des folosit este traductorul tahometric sau tahogeneratorul,care este de fapt un mic generator electric ,construit atat pentru curent alternativ,cat si pentru curent continuu.

●Debimetrul de inductie .Se foloseste la masurarea debitului unui lichid conductor care circula printr-o conducta izolata ,lichid care de obicei este coroziv (de exemplu acid) si care,deci, nu poate veni in contact cu piese metalice.

Elementul sensibil se compune dintr-un corp cilindric C din material izolant ,prin care circula mleculele de lichid (notate cu semnul =) cu viteza v.

Intr-o sectiune (zona) a conductie este plasat un electromagnet M cu o infasurare S alimentata cu tensiunea alternativa U.Fluxul magnetic produs de inductie magnetica B strabate perpendicular conducta si,datorita deplasarii lichidului ,induce in masa lichidului o tensiune electromotoare e care este culeasa pe electrozii e1 si e2.

☺OBSERVATIE.Tensiunea obtinuta,conform legii inductiei* (Lenz) este proportionala cu viteza v si rezulta perpendiculara pe directia campului magnetic ( legea mainii drepte).

Se poate deci scrie: e= k.v, in care k este un factor de proportionalitate.

Deoarece debitul D de lichid este proportional cu viteza ,rezulta ca tensiunea e este proportionala si cu debitul D:

e=k′.D.

Prin intregrarea intr-un anumit timp a tensiunii e se obtine o marime proportionala cu cantitatea totala de lichid scurs prin conducta in timpul respectiv.

Industria romaneasca (IEA) fabrica un asemnea element sensibil denumit si "detector electromagnetic de debit " ** tip FL 281 S,a carui vedere de ansamblu este prezentata in figura 2.26.Aceasta constituie impreuna cu adaptorul tip ELT 530 un traductor de debit care proudce la iesire semnal inificat (2-³ mA c.c.).

2. Traductoare termoelectrice

Acestea sunt traductoare generatoare a caror functionare se bazeaza pe tensiunea electromotoare (numita tensiune termoelectromotoare) care apare in punctul de dusare (jonctiune) a doua diferite supuse incalzirii.Aceasta tensiune care este proportionala cu temperatura masurata poate fi pusa in evidenta ,de exemplu, cu ajutorul milivoltmetrului m V . Circuitul format de cele doua conductoare (termoelectrozi) poarta si numele de termocuplu.

Materialele folosite pentru confectionarea termocuplurilor sunt:

-pentru temperaturi pana la 1 100°C -metale si aliaje obisnuite ca:fierul,cuprul,constantanul,cromelul( 90% Ni + % Cr),alumelul (95 % Ni + procente de Mn,Al, Si, Fe),copelul    (56% Cu +44% Ni),cromul etc.;

-pentru temperaturi cuprinse intre 1100 si 1600 °C -metale nobile ca aurul ,argintul,platina,iridiul etc.;

-pentru temperaturi ce depasesc 1600 °C -materiale greu fuzibile (refractare)cum sunt: wolframul,molibdenul ,carbura de siliciu etc.

*Tensiunea electromotoare e indusa in elementul de lungime l ce se deplaseaza cu viteza v in campul de inductie B este :e=B.l.v.

** Dupa parerea autorului mai corect spus este "de inductie " ,conform principiului aratat.

Tensiunile termoelectromotoare obtinute de la termocupluri sunt de obicei intre 5 si 50 m V.

Industria romaneasca (IEA) fabrica o mare varietate de termocupluri ,din diverse materiale si pentru mai multe game de temperatura.

In figura 2.27 ,b este prezentat aspectul exterior al unui termocuplu fabricat la IEA.

Termocuplurile descrise mai sus sunt folosite in combinatie cu blocurile de gama H71, H 76 si cu adaptoarele ELT 160 sau ELT 161 constituind astfel diverse traductoare de temperatura cu semnal de iesire unificat (2-    mA c.c).

3. Traductoarele pH-metrice

In procesele de productie cu caracter chimic (industria alimentara chimie ,celuloza,hartie,petrol,etc;) intereseaza determinarea gradului de aciditate sau alcalinitate al solutiilor (pH-ul).

Pentru determinarea pH-ului se utilizeaza metode electrometrice bazate pe faptul ca intre un metal cufundat intr-o solutie care contine ionii metalului si solutia respectiva apare o diferenta de potential E.Aceasta tensiune electrica E depinde de concentratia activa c a ionilor de metal si de temperatura absolutaT (K).

Se defineste ca pH-ul unei solutii logaritmice zecimal al concentratiei ionilor de hidrogen considerat cu semnul minus:

pH = - log c+H

Similar se poate defini un indicator corespunzator ionilor de oxihidril:

pOH= - log CoH

Pentru apa pura (neutra) ,cele doua marimi sunt egale si anume:

pH= pOH= 7

Prin adaugarea unui acid in apa,concentratia ionilor de hidrogen creste ,deci pH-ul creste:

SOLUTIE ACIDA: 7 <pH< 14

Idem,prin adaugarea unei baze (solutia alcalina) concentratia ionilor de hidrogen scade:

SOLUTIE BAZiCA : 0 < pH <7

Pentru un acid pur (100%) rezulta pH = 14 ,iar pentru o baza pura (100%) pH = 0.

Determinarea valorii pH se face cu un element sensibil format din doi electrozi introdusi intr-un vas continand lichidul de analizat.

Intre fiecare electrod si lichid ,deci intre cei doi electrozi ,va rezulta o tensiune U dependenta de pH.

In tara noastra se fabrica traductoare pH-metrice (IEA ) ca de exemplu tipurile care folosesc elemente sensibile W 62 si W 63. Tipul W 62 foloseste pentru masurarea discontinue prin imersie (cufundare intr-o cantitate de solutie ) iar tipul W 63 permite masurarea pH-ului in flux continuu ,situatie in care el se monteaza in circuitul unei conducte .