Էլեկտրահաղորդականության չափիչ. Համապարփակ ուղեցույց սկսնակների համար

Որակի վերահսկողության, շրջակա միջավայրի մոնիթորինգի և մասնագիտացված արտադրության ժամանակակից համատեքստում հեղուկների կազմը ճշգրիտ գնահատելու կարողությունը գերակա նշանակություն ունի։Էլեկտրահաղորդականություն(EC)-ն հանդիսանում է հիմնարար պարամետր, որը կարևոր պատկերացում է տալիս լուծույթում լուծված իոնային նյութի ընդհանուր կոնցենտրացիայի մասին։էլեկտրահաղորդականության չափիչ(EC Meter)-ը այս հատկությունը քանակականացնելու համար օգտագործվող անփոխարինելի վերլուծական գործիք է։

Այս համապարփակ ուղեցույցը նախատեսված է թե՛ մասնագետների, թե՛ սկսնակների համար, որը տրամադրում է էլեկտրաէներգիայի չափիչի սկզբունքների, գործառույթի, տրամաչափման և բազմազան կիրառությունների մանրամասն վերլուծություն՝ ապահովելով, որ սկսնակները կարողանան վստահորեն ինտեգրել այս կարևոր չափման տեխնիկան իրենց գործառնական աշխատանքային հոսքում:

Բովանդակության աղյուսակ՝

1. Ի՞նչ է էլեկտրահաղորդականությունը։

2. Ի՞նչ է էլեկտրահաղորդականության չափիչը։

3. Ո՞րն է էլեկտրահաղորդականության չափիչի աշխատանքի սկզբունքը։

4. Ի՞նչ է չափում էլեկտրահաղորդականության չափիչը։

5. Էլեկտրահաղորդականության բոլոր տեսակի չափիչներ

6. Ինչպե՞ս կարգավորել էլեկտրահաղորդականության չափիչը։

7. Էլեկտրահաղորդականության չափիչի լայն կիրառությունները

8. Ի՞նչ տարբերություն կա էլեկտրահաղորդականության չափիչի և pH չափիչի միջև։

I. Ի՞նչ է էլեկտրահաղորդականությունը։

Էլեկտրահաղորդականություն(κ)-ն նյութի էլեկտրական հոսանք փոխանցելու ունակության չափանիշն է։ Ջրային լուծույթներում այս փոխանցումը իրականացվում է ոչ թե ազատ էլեկտրոնների միջոցով (ինչպես մետաղների դեպքում), այլ լուծված իոնների շարժման միջոցով։ Երբ աղերը, թթուները կամ հիմքերը լուծվում են ջրում, դրանք դիսոցվում են դրական լիցքավորված կատիոնների և բացասական լիցքավորված անիոնների։ Այս լիցքավորված մասնիկները լուծույթին հնարավորություն են տալիս անցկացնել էլեկտրական հոսանք։

Ընդհանուր առմամբ, հաղորդականությունը (σ) մաթեմատիկորեն սահմանվում է որպես դիմադրության (ρ) հակադարձ մեծություն, որը ցույց է տալիս նյութի էլեկտրական հոսանք հաղորդելու ունակությունը (σ = 1/ρ):

Լուծույթների համար հաղորդականությունը ուղղակիորեն կախված է իոնների կոնցենտրացիայից. պարզապես՝Շարժական իոնների ավելի բարձր կոնցենտրացիան ուղղակիորեն հանգեցնում է ավելի բարձր հաղորդականության։

Մինչդեռ հաղորդունակության ստանդարտ միջազգային միավորը (ՄՄ) Siemens-ն է մեկ մետրի համար (S/m), գործնական կիրառություններումնմանջրի որակի վերլուծությունև լաբորատոր վերլուծության մեջ, միկրո-Սիմենսը մեկ սանտիմետրի համար (µS/cm) կամ միլի-Սիմենսը մեկ սանտիմետրի համար (mS/cm) արժեքներն ենավելի տարածված և լայնորեն օգտագործվող։

II. Ի՞նչ է էլեկտրահաղորդականության չափիչը։

An էլեկտրահաղորդականության չափիչլուծույթի հաղորդունակությունը չափելու համար նախագծված ճշգրիտ վերլուծական սարք է, որը գործում է էլեկտրական դաշտ կիրառելով և արդյունքում ստացված հոսանքի հոսքը քանակականացնելով։

Գործիքը սովորաբար ներառում է երեք հիմնական ֆունկցիոնալ միավոր.

1. Հաղորդական բջիջ (զոնդ/էլեկտրոդ):Սա այն սենսորն է, որը շփվում է թիրախային լուծույթի հետ։ Այն պարունակում է երկու կամ ավելի էլեկտրոդներ (հաճախ պատրաստված պլատինից, գրաֆիտից կամ չժանգոտվող պողպատից), որոնք իրարից բաժանված են ֆիքսված հեռավորությամբ։

2. Չափիչ միավորը՝Սա էլեկտրոնային բաղադրիչ է, որը առաջացնում է գրգռման լարումը (AC) և մշակում է սենսորային ազդանշանը։

3. Ջերմաստիճանի սենսորը.Այս անհրաժեշտ բաղադրիչը հաճախ ինտեգրվում է զոնդի մեջ՝ ճշգրիտ փոխհատուցում ստանալու համար նմուշի ջերմաստիճանը չափելու համար։

EC չափիչը տրամադրում է այն գործընթացների կառավարման համար անհրաժեշտ կարևոր տվյալները, որտեղ լուծված պինդ նյութերի կոնցենտրացիան կարևոր է, ինչպիսիք են ջրի մաքրումը և քիմիական արտադրությունը։

III. Ո՞րն է էլեկտրահաղորդականության չափիչի աշխատանքի սկզբունքը։

Չափման սկզբունքը հիմնված է հաղորդունակության և դիմադրության միջև եղած կապի վրա, որը միջնորդվում է ֆիքսված երկրաչափությամբ: Այստեղ եկեք միասին ուսումնասիրենք չափման հիմնական քայլերը.

1. AC լարման կիրառումը.Չափիչը զոնդի երկու էլեկտրոդների վրա կիրառում է ճշգրիտ, հայտնի փոփոխական հոսանքի (AC) լարում, որը կանխում է էլեկտրոդների մակերեսների բևեռացումը և քայքայումը։

2. Հոսանքի չափում.Էլեկտրահաղորդականության չափիչը չափում է լուծույթով հոսող հոսանքի մեծությունը (I), և այս հոսանքը համեմատական ​​է շարժուն իոնների կոնցենտրացիային։

3. Հաղորդունակության հաշվարկ.Երկու թիթեղների միջև լուծույթի էլեկտրական հաղորդականությունը (G) հաշվարկվում է Օմի օրենքի վերադասավորված ձևով՝ G = I/V:

4. Հաղորդունակության որոշում.Տեսակարար հաղորդականությունը (κ) ստանալու համար չափված հաղորդականությունը (G) բազմապատկվում է զոնդի բջջի հաստատունով (K): κ = G · K: Բջջի հաստատունը (K) ֆիքսված երկրաչափական գործակից է, որը սահմանվում է էլեկտրոդների միջև հեռավորությամբ (d) և դրանց արդյունավետ մակերևույթի մակերեսով (A), K = d/A:

Հաղորդականությունը խիստ զգայուն է ջերմաստիճանի նկատմամբ. 1°C-ով բարձրացումը կարող է բարձրացնել ցուցմունքը մոտավորապես 2-3%-ով: Արդյունքները համաշխարհային մասշտաբով համեմատելի դարձնելու համար բոլոր պրոֆեսիոնալ ջերմահաղորդական չափիչները օգտագործում են ավտոմատ ջերմաստիճանի փոխհատուցում (ATC):

Չափիչը չափված հաղորդունակության արժեքը կապում է ստանդարտ ջերմաստիճանի, սովորաբար 25°C-ի հետ՝ օգտագործելով սահմանված ջերմաստիճանի գործակից, ապահովելով, որ հաղորդված արժեքը ճշգրիտ լինի՝ անկախ չափման ընթացքում նմուշի իրական ջերմաստիճանից։

IV. Ի՞նչ է չափում էլեկտրահաղորդականության չափիչը։

Մինչդեռ EC չափիչի հիմնական ելքային հզորությունըԷլեկտրահաղորդականություն, այս ցուցմունքը պարբերաբար օգտագործվում է արդյունաբերական կայաններում ջրի որակի այլ կարևոր պարամետրեր քանակականացնելու կամ գնահատելու համար՝

1. Էլեկտրահաղորդականություն (ԷՀ):Ուղղակի չափումը, որը հաղորդվում է µS/սմ կամ mS/սմ-ով։

2. Լուծված պինդ նյութերի ընդհանուր քանակը (TDS): Առևտրի ծառայությունների սակագիններկայացնում է լուծված օրգանական և անօրգանական նյութերի ընդհանուր զանգվածը ջրի ծավալի մեկ միավորի մեջ, որը սովորաբար արտահայտվում է մգ/լ-ով կամ միլիոնի մասերով (ppm): Քանի որ EC-ն ուժեղորեն կապված է իոնային պարունակության հետ (TDS-ի ամենամեծ մասը), EC չափիչը կարող է տրամադրել TDS-ի մոտավոր արժեքը՝ օգտագործելով փոխակերպման գործակից (TDS Factor), որը սովորաբար տատանվում է 0.5-ից մինչև 0.7:

3. Աղիություն:Աղի ջրերի, ծովի ջրի և արդյունաբերական աղաջրերի համար աղիության հիմնական որոշիչը ԷԿ-ն է, որը ջրում լուծված բոլոր աղերի ընդհանուր կոնցենտրացիան է, որը սովորաբար արտահայտվում է PSU-ով (գործնական աղիության միավորներ) կամ հազար մասի հաշվով։

V. Բոլոր տեսակի էլեկտրական հաղորդունակության չափիչներ

Տարբեր կոնֆիգուրացիաներով էլեկտրաէներգիայի չափիչները նախագծված են ճշգրտության, շարժունակության և անընդհատ մոնիթորինգի հատուկ պահանջները բավարարելու համար, և ահա դրանք՝այնտարածվածհաղորդունակության տեսակներըմետրերորհաճախ հանդիպում են արդյունաբերական տեսարաններում՝

VI. Ինչպե՞ս կարգաբերել էլեկտրահաղորդականության չափիչը։

Ցանկացած էլեկտրաէներգիայի չափման համակարգի ճշգրտությունն ու հուսալիությունը պահպանելու համար պարտադիր է կանոնավոր կարգաբերումը: Կարգաբերումը ստանդարտացնում է հաշվիչի արձագանքը հայտնի արժեքներին՝ ստուգելով բջջի հաստատունը (K):

Ստանդարտ կարգաբերման ընթացակարգ՝

1. Ստանդարտ ընտրություն.Ընտրեք հավաստագրվածհաղորդունակության ստանդարտ լուծույթ(օրինակ՝ կալիումի քլորիդի (KCl) լուծույթներ՝ հայտնի արժեքներով, ինչպիսիք են 1413 µS/cm կամ 12.88 mS/cm), որոնք սահմանում են ձեր սպասվող նմուշի միջակայքը։

2. Զոնդի պատրաստում.Մանրակրկիտ լվացեք էլեկտրոդը ապաիոնացված (DI) ջրով, ապա փոքր քանակությամբ ստանդարտ լուծույթով՝ մակերեսը մշակելու համար: Չորացրեք թելքազուրկ թղթով. մի՛ սրբեք ագրեսիվ կերպով:

3. Չափում:Զոնդն ամբողջությամբ ընկղմեք ստանդարտ լուծույթի մեջ՝ համոզվելով, որ էլեկտրոդի մակերեսների մոտ օդային պղպջակներ չեն մնացել: Թողեք ջերմաստիճանը կայունանա:

4. Կարգավորում:Սկսեք չափիչի կարգաբերման գործառույթը: Սարքն ավտոմատ կերպով կկարդա կայունացված արժեքը և ներքին կերպով կկարգավորի իր պարամետրերը (կամ կհուշի օգտատիրոջը մուտքագրել հայտնի ստանդարտ արժեքը):

5. Հաստատում.Բարձր ճշգրտության աշխատանքի համար ստուգեք տրամաչափումը երկրորդ, տարբեր ստանդարտ լուծույթի միջոցով։

VII. Էլեկտրահաղորդականության չափիչի լայն կիրառություն

Էլեկտրաէներգիայի չափման կիրառությունները լայնորեն տարածված են և կարևոր են տարբեր ոլորտներում՝

1. Ջրի մաքրում.Հակադարձ օսմոսի (RO) և ապաիոնացման համակարգերի արդյունավետության մոնիթորինգ: Գերմաքուր ջրի հաղորդականությունը դրա որակի ուղղակի չափանիշ է (ցածր µS/cm2 ցույց է տալիս բարձր մաքրություն):

2. Շրջակա միջավայրի գիտություն:Բնական ջրային մարմինների (գետեր, լճեր, ստորգետնյա ջրեր) ընդհանուր առողջության և աղիության գնահատում, որը հաճախ օգտագործվում է որպես պոտենցիալ աղտոտման կամ հանքային հոսքի ցուցանիշ։

3. Գյուղատնտեսություն և այգեգործություն.Վերահսկելովսննդարար լուծույթի կոնցենտրացիանհիդրոպոնիկայի և ֆերտիգացիայի մեջ։ Բույսերի առողջությունը ուղղակիորեն կապված է սնուցող ջրի EC մակարդակի հետ։

4. Արդյունաբերական գործընթացների վերահսկողություն.Սառեցման աշտարակներում և կաթսաներում փչման ցիկլերի կարգավորում՝ լուծված պինդ նյութերի կոնցենտրացիան ընդունելի սահմաններում պահպանելով և կոռոզիան կանխելու համար՝ կրաքարի առաջացումը և կոռոզիան կանխելու համար։

5. Սնունդ և խմիչք.Որակի վերահսկողություն, որն օգտագործվում է բաղադրիչների կոնցենտրացիան չափելու համար (օրինակ՝ աղի կոնցենտրացիան աղաջրի լուծույթներում կամ թթվի կոնցենտրացիան ըմպելիքներում):

VIII. Ո՞րն է տարբերությունը էլեկտրահաղորդականության չափիչի և pH չափիչի միջև:

Թեև երկուսն էլ հեղուկի վերլուծության համար կարևոր գործիքներ են, էլեկտրաէներգիայի չափիչը ևthեpH չափիչչափուրեԼուծման հիմնարար տարբերակիչ բնութագրերը.

Ջրի համապարփակ վերլուծության մեջ երկու պարամետրերն էլ անհրաժեշտ են։ Օրինակ, մինչդեռ բարձր հաղորդականությունը ցույց է տալիս, որ առկա են բազմաթիվ իոններ, pH-ը ցույց է տալիս, թե արդյոք այդ իոններն են հիմնականում նպաստում թթվայնությանը կամ ալկալիականությանը։