L’ Analizzatore Ultrasonico Liquisonic di Sensotech, Germania è una delle soluzioni più consolidate per l’analisi in linea della concentrazione in fase liquida.

Il funzionamento si basa sul concetto di Velocità Sonica Assoluta che rappresenta la velocità di propagazione delle onde sonore nel media (gas, liquido o solido): la velocità sonica è una proprietà caratteristica di ogni liquido sia puro che in miscela.

Questa tecnologia consiste quindi in un emettitore di onde soniche con una frequenza > 1 MHz ed un ricevitore immersi nel liquido: ogni 32 volte al secondo viene effettuata una misura mediata in modo da eliminare letture spurie o erratiche. Si noti che il tempo di viaggio si misura in microsecondi, ecco il motivo per cui, sebbene questo principio di misura fosse noto dal 1900, solo verso il 1990 ci furono le prime applicazioni industriali grazie all’impiego massiccio di circuiti integrati e microprocessori di potenza adeguata. Quindi avremo:

V = s / τ 

dove  V velocità sonica, s distanza fra i 2 rebbi del sensore e τ tempo di transito

Nel grafico sotto riportato le curve Velocità Sonica vs Concentrazione di diversi composti. Si può notare come nel caso dell’idrossido di sodio la concentrazione e la velocità di propagazione abbiano una relazione lineare mentre nel caso dell’alcole etilico la presenza di un massimo al 25% fa sì che con velocità pari a 1600 m/s si potrebbe leggere indifferentemente una concentrazione del 15 o 35%. In questo caso o si utilizzano 2 diversi Dataset built-in nell’ Analizzatore Ultrasonico Liquisonic® oppure si usa un Rifrattometro se l’indice di rifrazione ha uno sviluppo lineare con la concentrazione. Questa è l’importanza del basket TECNOVA HT.Così come l’indice di rifrazione è compensato in Temperatura, anche la Velocità Sonica necessita, a meno di condizioni stabili di processo, una accurata compensazione in temperatura o meglio il trasmettitore a seconda della temperatura misurata seleziona dal fascio di curve già preimpostate quella corretta: l’ analizzatore ultrasonico Liquisonic® presenta ben 2 sensori di temperatura Pt1000 annegati nell’acciaio dei rebbi.

Per quanto riguarda invece la relazione fra Pressione e Velocità Sonica occorre sapere che solitamente non viene apprezzata in quanto la sua influenza è circa 1 ordine di grandezza inferiore rispetto alla temperatura oltre al fatto che nei processi produttivi le variazioni di pressione sono sempre contenute.

Il sistema Analizzatore Ultrasonico Liquisonic® è quindi composto da una elettronica e da un sensore a contatto con il Processo, entrambi hanno molteplici varianti e quindi differenti caratteristiche ma presentano sempre dei concetti comuni:

• • Misura di Velocità Sonica Assoluta, Concentrazione e Densità in fase liquida, in linea ed in continuo
  • Idoneo per V_S da 100 a 10,000 m/sec e T_op da -90 a +200°C, P_op come rating della flangia scelta
  • Accuratezza dello 0.05 m/sec per la velocità e dello 0.1 °C per la temperatura
  • La misura non dipende dalla Conducibilità o dalla Trasparenza del fluido

Grazie alla varietà della tipologia dei sensori e alla sapiente scelta dei materiali l’Analizzatore Ultrasonico Liquisonic® viene applicato in qualunque Processo, nelle versioni compatte low-cost è l’ideale per applicazioni OEM bordo macchina o skid ed è disponibile anche la versione da Laboratorio.

Si noti che grazie all’ integrabilità nativa con analizzatori addizionali come conduttivimetri o rifrattometri, Liquisonic® riesce tranquillamente a gestire anche miscele ternarie come Acqua-Acido-Ioni di Ferro nel decapaggio così come nella produzione di Formaldeide da Metanolo…

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