Elektrovadītspējas mērītājs: visaptverošs ceļvedis iesācējiem

Mūsdienu kvalitātes kontroles, vides monitoringa un specializētās ražošanas kontekstā spēja precīzi novērtēt šķidruma sastāvu ir ārkārtīgi svarīga.Elektriskā vadītspēja(EC) ir fundamentāls parametrs, kas sniedz kritisku ieskatu šķīdumā izšķīdušā jonu materiāla kopējā koncentrācijā.elektriskās vadītspējas mērītājs(EC mērītājs) ir neaizstājams analītiskais instruments, ko izmanto šīs īpašības kvantitatīvai noteikšanai.

Šī visaptverošā rokasgrāmata ir paredzēta gan profesionāļiem, gan iesācējiem, sniedzot precīzu EC mērītāja principu, funkcijas, kalibrēšanas un dažādo pielietojumu izklāstu, nodrošinot, ka iesācēji var pārliecinoši integrēt šo būtisko mērīšanas metodi savā darba plūsmā.

Satura rādītājs:

1. Kas ir elektrovadītspēja?

2. Kas ir elektrovadītspējas mērītājs?

3. Kāds ir elektrovadītspējas mērītāja darbības princips?

4. Ko mēra elektrovadītspējas mērītājs?

5. Visu veidu elektrovadītspējas mērītāji

6. Kā kalibrēt elektrovadītspējas mērītāju?

7. Elektriskās vadītspējas mērītāja plašais pielietojums

8. Kāda ir atšķirība starp elektrovadītspējas mērītāju un pH mērītāju?

I. Kas ir elektrovadītspēja?

Elektriskā vadītspēja(κ) ir vielas spējas pārvadīt elektrisko strāvu mērs. Ūdens šķīdumos šī pārraide netiek panākta ar brīvo elektronu palīdzību (kā metālos), bet gan ar izšķīdušo jonu kustību. Kad sāļi, skābes vai bāzes tiek izšķīdinātas ūdenī, tās disociējas pozitīvi lādētos katjonos un negatīvi lādētos anjonos. Šīs lādētās daļiņas ļauj šķīdumam vadīt elektrību.

Vispārīgi runājot, vadītspēja (σ) matemātiski tiek definēta kā pretestības (ρ) apgrieztā vērtība, kas norāda materiāla spēju vadīt elektrisko strāvu (σ = 1/ρ).

Šķīdumiem vadītspēja ir tieši atkarīga no jonu koncentrācijas; vienkārši,augstāka mobilo jonu koncentrācija tieši rada augstāku vadītspēju.

Lai gan vadītspējas standarta starptautiskā mērvienība (SI mērvienība) ir siemens uz metru (S/m), praktiskos pielietojumospatīkūdens kvalitātes analīzeun laboratorijas analīzēs vērtības mikrosīmensi uz centimetru (µS/cm) vai milisīmensi uz centimetru (mS/cm) irbiežāk sastopams un plaši izmantots.

II. Kas ir elektrovadītspējas mērītājs?

An elektriskās vadītspējas mērītājsir precīza analītiska ierīce, kas paredzēta šķīduma vadītspējas mērīšanai, un tā darbojas, pieliekot elektrisko lauku un kvantitatīvi nosakot iegūto strāvas plūsmu.

Instruments parasti sastāv no trim galvenajām funkcionālajām vienībām:

1. Vadītspējas šūna (zonde/elektrods):Šis ir sensors, kas saskaras ar mērķa šķīdumu. Tas satur divus vai vairākus elektrodus (bieži vien izgatavotus no platīna, grafīta vai nerūsējošā tērauda), kas atrodas viens no otra fiksētā attālumā.

2. Skaitītāja bloks:Šī ir elektroniskā sastāvdaļa, kas ģenerē ierosmes spriegumu (maiņstrāvu) un apstrādā sensora signālu.

3. Temperatūras sensors:Šī nepieciešamā sastāvdaļa bieži tiek integrēta zondē, lai precīzi izmērītu parauga temperatūru.

EC mērītājs sniedz būtiskus datus, kas nepieciešami tādu procesu pārvaldībai, kuros izšķīdušo cietvielu koncentrācija ir kritiska, piemēram, ūdens attīrīšana un ķīmiskā ražošana.

III. Kāds ir elektrovadītspējas mērītāja darbības princips?

Mērīšanas princips balstās uz vadītspējas un pretestības attiecībām, ko nosaka fiksēta ģeometrija. Šeit kopā izpētīsim galvenos mērīšanas soļus:

1. Maiņstrāvas sprieguma pielietojums:Mērītājs pievada precīzu, zināmu maiņstrāvas (AC) spriegumu abiem zondes elektrodiem, kas novērš elektrodu virsmu polarizāciju un degradāciju.

2. Strāvas mērīšana:Elektrovadītspējas mērītājs mēra caur šķīdumu plūstošās strāvas stiprumu (I), un šī strāva ir proporcionāla mobilo jonu koncentrācijai.

3. Vadītspējas aprēķins:Šķīduma elektriskā vadītspēja (G) starp abām plāksnēm tiek aprēķināta, izmantojot Oma likuma pārkārtotu formu: G = I/V.

4. Vadītspējas noteikšana:Lai iegūtu īpatnējo vadītspēju (κ), izmērīto vadītspēju (G) reizina ar zondes šūnas konstanti (K): κ = G · K. Šūnas konstante (K) ir fiksēts ģeometrisks faktors, ko nosaka attālums (d) starp elektrodiem un to efektīvā virsmas laukums (A), K = d/A.

Vadītspēja ir ļoti jutīga pret temperatūru; 1 °C paaugstināšanās var palielināt rādījumu par aptuveni 2–3 %. Lai nodrošinātu rezultātu salīdzināmību visā pasaulē, visi profesionālie EC mērītāji izmanto automātisko temperatūras kompensāciju (ATC).

Mērītājs atsaucas izmērīto vadītspējas vērtību uz standarta temperatūru, parasti 25 °C, izmantojot noteiktu temperatūras koeficientu, nodrošinot, ka ziņotā vērtība ir precīza neatkarīgi no parauga faktiskās temperatūras mērīšanas laikā.

IV. Ko mēra elektrovadītspējas mērītājs?

Lai gan EC skaitītāja pamata izeja irElektriskā vadītspējašo rādījumu regulāri izmanto, lai kvantitatīvi noteiktu vai novērtētu citus kritiskus ūdens kvalitātes parametrus dažādās rūpniecības rūpnīcās:

1. Elektrovadītspēja (EC):Tiešais mērījums, kas norādīts µS/cm vai mS/cm.

2. Kopējais izšķīdušo cietvielu daudzums (TDS): Nodokļu deklarācijaapzīmē kopējo izšķīdušo organisko un neorganisko vielu masu uz ūdens tilpuma vienību, parasti izteiktu mg/l vai miljonās daļās (ppm). Tā kā EC ir cieši saistīta ar jonu saturu (lielākā TDS daļa), EC mērītājs var sniegt aptuvenu TDS vērtību, izmantojot konversijas koeficientu (TDS faktors), kas parasti ir no 0,5 līdz 0,7.

3. Sāļums:Iesāļūdenim, jūras ūdenim un rūpnieciskajiem sālsūdeniem EC ir galvenais sāļuma noteicošais faktors, kas ir visu ūdenī izšķīdušo sāļu kopējā koncentrācija, ko parasti norāda PSU (praktiskajās sāļuma vienībās) vai tūkstošdaļās.

V. Visu veidu elektrovadītspējas mērītāji

EC skaitītāji dažādās konfigurācijās ir izstrādāti, lai atbilstu īpašām precizitātes, mobilitātes un nepārtrauktas uzraudzības prasībām, un šeit irtaskopīgsvadītspējas veidimetrikabieži redzami dažādās industriālās ainās:

VI. Kā kalibrēt elektrovadītspējas mērītāju?

Regulāra kalibrēšana ir obligāta, lai saglabātu jebkuras EC mērīšanas sistēmas precizitāti un uzticamību. Kalibrēšana standartizē mērierīces reakciju uz zināmām vērtībām, pārbaudot šūnas konstanti (K).

Standarta kalibrēšanas procedūra:

1. Standarta izvēle:Izvēlieties sertificētuvadītspējas standarta šķīdums(piemēram, kālija hlorīda (KCl) šķīdumi ar zināmām vērtībām, piemēram, 1413 µS/cm vai 12,88 mS/cm), kas ietver jūsu paredzamo parauga diapazonu.

2. Zondes sagatavošana:Rūpīgi noskalojiet elektrodu ar dejonizētu (DI) ūdeni un pēc tam ar nelielu daudzumu standarta šķīduma, lai kondicionētu virsmu. Nosusiniet ar bezplūksnu papīru; neslaukiet agresīvi.

3. Mērīšana:Pilnībā iegremdējiet zondi standarta šķīdumā, pārliecinoties, ka elektrodu virsmu tuvumā nav iesprostoti gaisa burbuļi. Ļaujiet temperatūrai stabilizēties.

4. Pielāgošana:Uzsāciet skaitītāja kalibrēšanas funkciju. Ierīce automātiski nolasīs stabilizēto vērtību un iekšēji pielāgos savus parametrus (vai liks lietotājam ievadīt zināmo standarta vērtību).

5. Verifikācija:Lai veiktu augstas precizitātes darbu, pārbaudiet kalibrēšanu, izmantojot otru, atšķirīgu standarta šķīdumu.

VII. Elektrovadītspējas mērītāja plašais pielietojums

EK mērījumu pielietojums ir plaši izplatīts un kritiski svarīgs dažādās nozarēs:

1. Ūdens attīrīšana:Reversās osmozes (RO) un dejonizācijas sistēmu efektivitātes uzraudzība. Ultratīra ūdens vadītspēja ir tiešs tā kvalitātes mērs (zems µS/cm norāda uz augstu tīrības pakāpi).

2. Vides zinātne:Dabisko ūdenstilpju (upju, ezeru, gruntsūdeņu) vispārējās veselības un sāļuma novērtēšana, ko bieži izmanto kā potenciāla piesārņojuma vai minerālu noteces indikatoru.

3. Lauksaimniecība un dārzkopība:Kontrolējotbarības vielu šķīduma koncentrācijahidroponikā un mēslošanas tehnikā. Augu veselība ir tieši saistīta ar barojošā ūdens EK līmeni.

4. Rūpniecisko procesu kontrole:Dzesēšanas torņu un katlu izpūšanas ciklu regulēšana, lai novērstu katlakmeni un koroziju, uzturot izšķīdušo cietvielu koncentrāciju pieņemamās robežās.

5. Pārtika un dzērieni:Kvalitātes kontrole, ko izmanto, lai mērītu sastāvdaļu koncentrāciju (piemēram, sāls sālsūdenī vai skābes koncentrācija dzērienos).

VIII. Kāda ir atšķirība starp elektrovadītspējas mērītāju un pH metru?

Lai gan abi ir svarīgi šķidruma analīzes rīki, EC mērītājs unthepH metrsmērsurīnsrisinājuma principiāli atšķirīgās īpašības:

Visaptverošā ūdens analīzē ir nepieciešami abi parametri. Piemēram, augsta vadītspēja norāda, ka ūdenī ir daudz jonu, savukārt pH norāda, vai šie joni galvenokārt veicina skābumu vai sārmainību.