Аналитический контроль жидких сред — ключевой элемент управления качеством и безопасностью технологических процессов. Современное производство в таких отраслях, как водоподготовка, химия, пищевая и фармацевтическая промышленность, требует постоянного мониторинга параметров жидкостей: pH, электропроводности, мутности, содержания растворённых газов, ионов, органических веществ и других показателей. Своевременное получение достоверных аналитических данных позволяет контролировать реакции, предотвращать аварийные ситуации и обеспечивать соответствие нормативным требованиям.

Компания Endress+Hauser предлагает широкий спектр решений для анализа жидкостей, охватывающий как одиночные сенсоры, так и комплексные системы пробоотбора, передачи, хранения и визуализации данных. Использование цифровых технологий, модульной архитектуры и отраслевых стандартов позволяет внедрять эти решения на всех уровнях производственной цепочки.

Платформа Liquiline: универсальный подход к аналитике

В основе аналитических систем Endress+Hauser лежит концепция Liquiline — модульной платформы, объединяющей передатчики, сенсоры, коммуникационные интерфейсы и диагностические инструменты. В линейке Liquiline представлены модели:

• Liquiline M CM42 — двухканальный преобразователь с поддержкой аналоговых и цифровых сенсоров

• Liquiline CM44x — модульный многоканальный преобразователь (до 8 сенсоров)

• Liquiline CM14/CM44P — приборы с поддержкой протоколов PROFIBUS, Modbus и Ethernet

Устройства совместимы с сенсорами, работающими по технологии Memosens, что обеспечивает цифровую передачу данных, гальваническую развязку и устойчивость к влажности и электромагнитным помехам. Унификация интерфейса позволяет подключать сенсоры pH, ORP, O₂, NH₄⁺, NO₃⁻, мутности и других параметров к одному передатчику.

Технология Memosens: цифровизация первичного измерения

Сенсоры, поддерживающие технологию Memosens, обеспечивают цифровую обработку сигнала на уровне первичного преобразования. В конструкции сенсора реализован индуктивный интерфейс, исключающий наличие металлических контактов. Это обеспечивает:

• Полную герметичность соединения

• Устойчивость к коррозии, конденсации и капиллярному проникновению

• Возможность горячей замены сенсора в процессе работы

Цифровая передача данных между сенсором и преобразователем исключает искажения сигнала и позволяет хранить в сенсоре калибровочные кривые, информацию о ресурсах и истории эксплуатации. Таким образом, калибровка может проводиться в лабораторных условиях, а сенсоры оперативно заменяться на площадке.

Измерение pH и ОВП: точность в агрессивных и стерильных средах

Сенсоры Orbisint, Tophit и Ceraliquid предназначены для измерения кислотно-щелочного баланса (pH) и окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) в различных технологических условиях. Для агрессивных сред (кислоты, щёлочи, растворы с высоким содержанием соли) применяются модели с гелевыми электролитами и диафрагмами повышенной стойкости.

Сенсоры Tophit CPS471D и Orbisint CPS11D поддерживают самоочистку, работают в температурном диапазоне до 135 °C и выдерживают давление до 16 бар. Гигиенические модели соответствуют требованиям EHEDG и имеют CIP/SIP-совместимые исполнения.

Приборы с автоматической температурной компенсацией и двухэлектродной схемой обеспечивают стабильные показания даже при наличии пенообразования и нестабильных потоков.

Электропроводность: контроль концентрации и чистоты

Контроль электропроводности необходим для оценки ионной насыщенности, концентрации растворов, а также для подтверждения стерильности в санитарных циклах. В зависимости от диапазона измерений Endress+Hauser предлагает два типа сенсоров:

• Контактные (двух- и четырёхэлектродные) — для диапазонов от 0.01 до 1000 мСм/см

• Индуктивные (тороидальные) — для загрязнённых, агрессивных или вязких сред

Сенсоры CLS82D (контактные) и CLS54D (индуктивные) позволяют контролировать деионизацию, химическое дозирование, а также проводить фазоразделение потоков. Гигиенические исполнения сертифицированы по 3A и EHEDG.

Использование сенсоров с калиброванным коэффициентом ячейки и цифровой передачей данных минимизирует ошибки при повторной установке и упрощает верификацию.

Измерение содержания растворённых газов

В системах биореакторов, водоочистки и пищевого производства широко применяется измерение содержания растворённых газов: кислорода, углекислоты, аммиака и других. Этими задачами охватываются следующие сенсоры:

• COS22D — оптический сенсор растворённого кислорода

• CO₂–Sens CPS71D — сенсор углекислого газа

• CAS40D — аммоний-селективный сенсор для сточных вод

Сенсор COS22D, выполненный на базе флуоресцентной технологии, не требует частой калибровки и стабилен при широком диапазоне рН и температуры. Мембрана устойчива к загрязнениям и может эксплуатироваться до 18 месяцев без замены.

Аммоний-сенсоры работают на основе ионоселективных электродов и позволяют осуществлять непрерывный контроль качества сточных вод без необходимости в лабораторных анализах.

Мутность и взвешенные вещества

Определение мутности и концентрации взвешенных частиц важно для оценки степени фильтрации, эффективности коагуляции и флокуляции, контроля осадочных процессов.

Сенсоры Turbimax CUS52D и CUS71D работают на основе рассеяния света под углом 90°, соответствуя стандарту ISO 7027. Устройства применяются в питьевом и сточном водоснабжении, пивоварении, производстве напитков.

Компактный дизайн позволяет интегрировать сенсор в трубопровод или резервуар без нарушения потока. Оптические окна имеют автоматическую систему очистки, исключающую загрязнение чувствительной зоны.

Комплексные измерительные станции

Для автоматического пробоотбора, подготовки и анализа проб компания предлагает решения Liquistation CSF48 и CA80xx — компактные анализаторы на базе перистальтического дозирования и фотометрического/ионселективного анализа.

Станции измеряют концентрации фосфатов, нитратов, аммония, хлора, общего углерода, а также показатели химического и биохимического потребления кислорода (ХПК и БПК). Модули имеют систему автоматической калибровки, автопромывки и функции дистанционного управления.

Встроенный архив позволяет сохранять данные до 2 лет с временными метками, обеспечивая соответствие нормам экологического мониторинга и регуляторным требованиям.

Список основных преимуществ аналитики жидкостей Endress+Hauser:

• Унификация сенсоров и интерфейсов по технологии Memosens

• Поддержка цифровых протоколов: HART, PROFIBUS, Modbus, Ethernet/IP

• Автоматическая диагностика и самокалибровка сенсоров

• Возможность калибровки вне производственной площадки

• Стойкость сенсоров к агрессивным, загрязнённым и стерильным средам

• Сертификация по EHEDG, 3A, FDA и другим отраслевым стандартам

• Долговечность элементов при минимальных требованиях к обслуживанию

• Интеграция с IIoT-платформой Netilion для удалённого мониторинга

Интеграция и цифровая трансформация

Преобразователи Liquiline и сенсоры Memosens полностью интегрируются в цифровую инфраструктуру предприятия. Через платформу Netilion Analytics осуществляется мониторинг состояния оборудования, отслеживание трендов, предупреждение о деградации чувствительных элементов и формирование отчётности.

Поддержка стандартов OPC-UA, MQTT, REST API позволяет объединять аналитические данные с ERP-, SCADA- и LIMS-системами. Функциональность соответствует стандарту NAMUR Open Architecture (NOA), обеспечивая гибкость в построении цифровых цепочек качества.

Заключение

Аналитические решения Endress+Hauser сочетают в себе высокую точность, адаптивность к сложным условиям и готовность к цифровой трансформации. Сенсоры и станции анализа жидкостей соответствуют отраслевым стандартам, минимизируют ручной труд и обеспечивают надёжный контроль критических параметров. Использование платформенных решений Memosens и Liquiline гарантирует масштабируемость, модульность и снижение совокупной стоимости владения (TCO).

---

Таблица. Сводный обзор аналитического оборудования Endress+Hauser