Mjerač električne provodljivosti: Sveobuhvatni vodič za početnike

U modernom kontekstu kontrole kvaliteta, praćenja okoliša i specijalizirane proizvodnje, sposobnost tačne procjene sastava fluida je od najveće važnosti.Električna provodljivost(EC) predstavlja fundamentalni parametar koji pruža ključni uvid u ukupnu koncentraciju rastvorenog jonskog materijala u rastvoru.mjerač električne provodljivosti(EC metar) je nezamjenjiv analitički instrument koji se koristi za kvantifikaciju ovog svojstva.

Ovaj sveobuhvatni vodič namijenjen je i profesionalcima i početnicima, pružajući rigoroznu analizu principa, funkcije, kalibracije i različitih primjena EC mjerača, osiguravajući da početnici mogu s pouzdanjem integrirati ovu bitnu tehniku ​​mjerenja u svoj operativni radni proces.

Sadržaj:

1. Šta je električna provodljivost?

2. Šta je mjerač električne provodljivosti?

3. Koji je princip rada mjerača električne provodljivosti?

4. Šta mjeri mjerač električne provodljivosti?

5. Sve vrste mjerača električne provodljivosti

6. Kako kalibrirati mjerač električne provodljivosti?

7. Široka primjena mjerača električne provodljivosti

8. Koja je razlika između mjerača električne provodljivosti i pH metra?

I. Šta je električna provodljivost?

Električna provodljivost(κ) je mjera sposobnosti supstance da prenosi električnu struju. U vodenim rastvorima, ovaj prenos se ne postiže slobodnim elektronima (kao kod metala), već kretanjem rastvorenih jona. Kada se soli, kiseline ili baze rastvore u vodi, one disociraju na pozitivno naelektrisane katione i negativno naelektrisane anione. Ove naelektrisane čestice omogućavaju rastvoru da provodi električnu energiju.

Općenito, provodljivost (σ) se matematički definira kao recipročna vrijednost otpornosti (ρ), što ukazuje na sposobnost materijala da provodi električnu struju (σ = 1/ρ).

Za rastvore, provodljivost direktno zavisi od koncentracije jona; jednostavno,Veća koncentracija mobilnih iona direktno rezultira većom provodljivošću.

Iako je standardna međunarodna jedinica (SI jedinica) za provodljivost Siemens po metru (S/m), u praktičnim primjenamakaoanaliza kvaliteta vodei laboratorijske analize, vrijednosti mikro-Siemens po centimetru (µS/cm) ili mili-Siemens po centimetru (mS/cm) sučešći i široko korišteni.

II. Šta je mjerač električne provodljivosti?

An mjerač električne provodljivostije precizan analitički uređaj konstruiran za mjerenje provodljivosti otopine, koji radi primjenom električnog polja i kvantificiranjem rezultirajućeg protoka struje.

Instrument se obično sastoji od tri glavne funkcionalne jedinice:

1. Ćelija za mjerenje provodljivosti (sonda/elektroda):Ovo je senzor koji dolazi u kontakt s ciljanim rastvorom. Sadrži dvije ili više elektroda (često napravljenih od platine, grafita ili nehrđajućeg čelika) razdvojenih fiksnom udaljenošću.

2. Mjerna jedinica:Ovo je elektronska komponenta koja generira napon pobude (AC) i obrađuje signal senzora.

3. Senzor temperature:Ova neophodna komponenta je često integrisana u sondu kako bi se izmjerila temperatura uzorka radi precizne kompenzacije.

EC mjerač pruža bitne podatke potrebne za upravljanje procesima gdje je koncentracija rastvorenih čvrstih materija kritična, kao što su prečišćavanje vode i hemijska proizvodnja.

III. Koji je princip rada mjerača električne provodljivosti?

Princip mjerenja se zasniva na odnosu između provodljivosti i otpora, posredovanom fiksnom geometrijom. Ovdje ćemo zajedno istražiti osnovne korake mjerenja:

1. Primjena naizmjeničnog napona:Mjerač primjenjuje precizan, poznati napon naizmjenične struje (AC) preko dvije elektrode u sondi, što sprječava polarizaciju i degradaciju površina elektroda.

2. Mjerenje struje:Mjerač električne provodljivosti mjeri veličinu struje (I) koja teče kroz otopinu, a ta struja je proporcionalna koncentraciji mobilnih iona.

3. Izračun provodljivosti:Električna provodljivost (G) rastvora između dvije ploče izračunava se korištenjem preuređenog oblika Ohmovog zakona: G = I/V.

4. Određivanje provodljivosti:Da bi se dobila specifična provodljivost (κ), izmjerena provodljivost (G) se množi konstantom ćelije sonde (K): κ = G · K. Konstanta ćelije (K) je fiksni geometrijski faktor definisan udaljenošću (d) između elektroda i njihovom efektivnom površinom (A), K = d/A.

Provodljivost je vrlo osjetljiva na temperaturu; povećanje od 1°C može povećati očitanje za otprilike 2-3%. Kako bi se osigurala globalna usporedivost rezultata, svi profesionalni EC mjerači koriste automatsku temperaturnu kompenzaciju (ATC).

Mjerač referencira izmjerenu vrijednost provodljivosti u odnosu na standardnu ​​temperaturu, obično 25°C, koristeći definirani temperaturni koeficijent, osiguravajući da je prijavljena vrijednost tačna bez obzira na stvarnu temperaturu uzorka tokom mjerenja.

IV. Šta mjeri mjerač električne provodljivosti?

Dok je osnovni izlaz EC metraElektrična provodljivost, ovo očitanje se rutinski koristi za kvantificiranje ili procjenu drugih kritičnih parametara kvalitete vode u vrstama industrijskih postrojenja:

1. Električna provodljivost (EC):Direktno mjerenje, izraženo u µS/cm ili mS/cm.

2. Ukupno rastvorene čvrste materije (TDS): TDSpredstavlja ukupnu masu rastvorene organske i neorganske materije po jedinici zapremine vode, obično izraženu u mg/L ili dijelovima na milion (ppm). Budući da je EC snažno koreliran sa jonskim sadržajem (najveći udio TDS-a), EC mjerač može dati procijenjenu TDS vrijednost koristeći faktor konverzije (TDS faktor), koji se obično kreće od 0,5 do 0,7.

3. Slanost:Za bočatu vodu, morsku vodu i industrijske salamure, EC je primarni pokazatelj saliniteta, što je ukupna koncentracija svih soli rastvorenih u vodi, obično izražena u PSU (Praktične jedinice saliniteta) ili dijelovima na hiljadu.

V. Sve vrste mjerača električne provodljivosti

EC mjerači u različitim konfiguracijama dizajnirani su da zadovolje specifične zahtjeve tačnosti, mobilnosti i kontinuiranog praćenja, a ovdje sutheuobičajenovrste provodljivostimetaratočesto se viđaju u raznim industrijskim scenama:

VI. Kako kalibrirati mjerač električne provodljivosti?

Redovna kalibracija je obavezna za održavanje tačnosti i pouzdanosti bilo kojeg EC sistema za mjerenje. Kalibracija standardizuje odziv mjerača na poznate vrijednosti, provjeravajući konstantu ćelije (K).

Standardni postupak kalibracije:

1. Standardni izbor:Odaberite certificiranogStandardni rastvor provodljivosti(npr. rastvori kalijum hlorida (KCl) sa poznatim vrijednostima kao što su 1413 µS/cm ili 12,88 mS/cm) koji obuhvata vaš očekivani raspon uzorka.

2. Priprema sonde:Temeljno isperite elektrodu deioniziranom (DI) vodom, a zatim s malom količinom standardnog rastvora kako biste obradili površinu. Osušite upijajućim papirom koji ne ostavlja dlačice; nemojte agresivno brisati.

3. Mjerenje:Potpuno uronite sondu u standardni rastvor, pazeći da nema mjehurića zraka u blizini površina elektroda. Sačekajte da se temperatura stabilizuje.

4. Podešavanje:Pokrenite funkciju kalibracije mjerača. Uređaj će automatski očitati stabiliziranu vrijednost i interno prilagoditi svoje parametre (ili zatražiti od korisnika da unese poznatu standardnu ​​vrijednost).

5. Verifikacija:Za visokoprecizan rad, provjerite kalibraciju pomoću drugog, drugačijeg standardnog rastvora.

VII. Široka primjena mjerača električne provodljivosti

Primjene mjerenja elektromotorne energije (EC) su široko rasprostranjene i ključne u različitim sektorima:

1. Pročišćavanje vode:Praćenje efikasnosti sistema reverzne osmoze (RO) i deionizacije. Provodljivost ultra čiste vode je direktna mjera njenog kvaliteta (niska vrijednost µS/cm ukazuje na visoku čistoću).

2. Nauka o životnoj sredini:Procjena ukupnog zdravlja i saliniteta prirodnih vodenih tijela (rijeka, jezera, podzemnih voda), često korištena kao indikator potencijalnog zagađenja ili oticanja minerala.

3. Poljoprivreda i hortikultura:Kontroliranjekoncentracija hranjivog rastvorau hidroponici i fertirigaciji. Zdravlje biljaka je direktno povezano sa nivoom elektroforeze (EC) vode za napajanje.

4. Kontrola industrijskih procesa:Regulisanje ciklusa odzračivanja u rashladnim tornjevima i kotlovima radi sprečavanja kamenca i korozije održavanjem koncentracije rastvorenih čvrstih materija unutar prihvatljivih granica.

5. Hrana i piće:Kontrola kvalitete, koja se koristi za mjerenje koncentracije sastojaka (npr. soli u slanim otopinama ili koncentracije kiseline u pićima).

VIII. Koja je razlika između mjerača električne provodljivosti i pH metra?

Iako su oba osnovni alati za analizu tekućina, EC mjerač ithepH metarmjereurefundamentalno različite karakteristike rješenja:

U sveobuhvatnoj analizi vode, oba parametra su neophodna. Na primjer, dok visoka provodljivost govori da je prisutno mnogo iona, pH vrijednost govori da li ti ioni pretežno doprinose kiselosti ili alkalnosti.