سنسور کنداکتیویته

رسانایی | Sensor, یا همان سنسورهای رسانایی قابلیت اندازه گیری میزان هدایت جریان الکتریکی را دارند. آب خالص رسانای ضعیفی برای الکتریسیته است، اما افزودن یون‌های نمک‌های محلول و مواد معدنی مانند قلیایی‌ها، کلریدها، سولفیدها و ترکیبات کربناته، رسانایی نمونه را افزایش می‌دهد و رسانایی را به یک اندازه‌گیری مهم کیفیت آب تبدیل می‌کند.

رسانایی، مقاومت، شوری و مترهای TDS دسته ای از ابزارها هستند که رسانایی ویژه یون های حل شده در محلول را به عنوان ابزاری برای تجزیه و تحلیل کیفیت آب اندازه گیری می کنند. اگرچه هر دستگاه پارامتر کیفیت آب متفاوتی را اندازه‌گیری می‌کند، اما همه آنها یک همبستگی قوی دارند که به همه آنها اجازه می‌دهد از رسانایی به عنوان اصل اندازه‌گیری با مقاومت، شوری و مقادیر TDS که از خوانش‌های هدایت محاسبه می‌شوند، استفاده کنند.

رسانایی خاص یک نمونه آب توانایی آن را در حمل جریان الکتریکی اندازه گیری می کند. این توانایی ارتباط مستقیمی با غلظت یون ها در آب دارد. آب بدون ناخالصی، جریان الکتریکی را بسیار ضعیف هدایت می کند. یون های رسانا از نمک های محلول و مواد معدنی مانند قلیاها، کلریدها، سولفیدها و ترکیبات کربناته به دست می آیند. هر چه تعداد این یون ها در نمونه آب بیشتر باشد، رسانایی نمونه بیشتر می شود. به همین دلیل، ما می توانیم درجه ناخالصی را بر اساس رسانایی خاص یک نمونه تخمین بزنیم.

اندازه‌گیری‌های رسانایی، مقاومت، شوری و TDS روشی سریع، ارزان و قابل اعتماد برای اندازه‌گیری کیفیت آب ارائه می‌کنند و به طور معمول در بسیاری از کاربردهای صنعتی، کشاورزی و محیطی استفاده می‌شوند. از آنجایی که اکثر آب ها رسانایی ویژه نسبتاً ثابتی دارند که می تواند به عنوان خط پایه برای مقایسه مورد استفاده قرار گیرد، آزمایش های هدایت (و مقاومت، شوری و TDS) می توانند به سرعت تغییراتی را که نشان دهنده بدتر شدن کیفیت آب هستند، شناسایی کنند.

اصل اندازه گیری

رسانایی، مقاومت، شوری و مترهای TDS همگی رسانایی ویژه یک نمونه آب را به منظور تعیین یا محاسبه مقدار اندازه گیری می کنند. فرآیندی که توسط آن ابزارها رسانایی خاص را اندازه گیری می کنند شامل اندازه گیری مقاومت AC محلول بین دو الکترود است. رسانایی، معکوس مقاومت از مقادیر ولتاژ و جریان طبق قانون اهم تعیین می شود.

از آنجایی که می دانیم رسانایی به یون های محلول در آب بستگی دارد، رسانایی یک نمونه آب با غلظت یون آن متناسب است، اگرچه فعل و انفعالات یونی می تواند رابطه خطی بین رسانایی و غلظت را در برخی از محلول های بسیار غلیظ تغییر دهد.

رسانایی سنج ها معمولاً از یک الکترود 2 سلولی استفاده می کنند که به صورت شیب یا جریان عبوری پیکربندی شده است. سطح الکترود معمولاً پلاتین، تیتانیوم، نیکل با روکش طلا یا گرافیت است. الکترود 4 سلولی را می توان برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالاتری دارند استفاده کرد. این الکترودها از یک ولتاژ مرجع برای جبران هرگونه پلاریزاسیون یا رسوب صفحات الکترود استفاده می کنند. ولتاژ مرجع تضمین می‌کند که اندازه‌گیری‌ها هدایت واقعی را مستقل از شرایط الکترود نشان می‌دهند و در نتیجه دقت بالاتری برای اندازه‌گیری آب خالص ایجاد می‌کنند.

جبران درجە حرارت

اندازه گیری رسانایی به دما بستگی دارد. افزایش دما باعث کاهش ویسکوزیته آب می شود و امکان حرکت بیشتر یون ها در محلول را فراهم می کند. همچنین ممکن است مولکول ها شروع به تفکیک کنند و در نتیجه تعداد یون ها افزایش یابد. از آنجایی که افزایش حرکت و تعداد یون ها مستقیماً منجر به رسانایی بالاتر می شود، بنابراین افزایش دمای محلول منجر به افزایش رسانایی آن می شود. قاعده کلی این است که انتظار افزایش 2% در رسانایی در درجه سانتیگراد را داشته باشید.

تمام رسانایی، مقاومت، شوری و TDS مترها دارای جبران دما برای تصحیح اثرات دما هستند. برخی از مترها دارای جبران قابل تنظیم برای دقت بالاتر در هر محدوده دمایی هستند. سایر کنتورها دارای جبران دمای ثابتی هستند که به دمای استاندارد، معمولاً 25 درجه سانتیگراد اشاره دارد.

ثابت سلولی

هندسه سنسور رسانایی، به ویژه محل قرارگیری الکترودها، مستقیماً بر حساسیت و دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد. ثابت سلول (K) هندسه دقیق سلول حسگر را توصیف می کند. ثابت سلولی نسبت طول بین الکترودها تقسیم بر سطح مقطع نمونه بین آنها است.

هنگام اندازه‌گیری محلول‌هایی با رسانایی کمتر، الکترودها را می‌توان نزدیک‌تر به هم قرار داد یا کوچک‌تر کرد و در نتیجه ثابت سلولی کمتر از یک ایجاد کرد که سیگنال بهتری را ارائه می‌دهد. راه‌حل‌های رسانایی بالاتر به ثابت‌های سلولی بالاتر نیاز دارند تا مقداری را که به راحتی توسط متر تفسیر می‌شود تولید کنند.

ثابت سلولی کارایی سنسور را افزایش می دهد. این عاملی است که متر از آن برای مطابقت مقدار استاندارد با مقدار اندازه گیری شده استفاده می کند. سنسورهای رسانایی هر کدام دارای مقادیر اسمی مانند k=1.0 هستند. این مقدار ممکن است تا حدودی متفاوت باشد زیرا اکسید شدن، خراشیدگی، پوشش، خمش و غیره بر حسگر تأثیر می گذارد. فقط با کالیبراسیون مقدار واقعی ثابت سلول مشخص می شود.

مهم است که یک سلول ثابت را بر اساس محدوده اندازه گیری پیش بینی شده انتخاب کنید:

محدوده بهینه ثابت سلول

0.01 کمتر از 1 µS
0.1 0.5 تا 200 µS
1.0 10 تا 2000 µS
10 1 تا 200 mS

تنظیم

رسانایی مترها و سلول ها باید قبل از استفاده به یک محلول استاندارد کالیبره شوند. هنگام انتخاب استاندارد، استانداردی را انتخاب کنید که دارای رسانایی تقریبی محلول مورد اندازه گیری باشد.

رسانایی

رسانایی توانایی نمونه آزمایشی برای حمل جریان الکتریکی را اندازه گیری می کند. از آنجایی که جریان الکتریکی برای حمل آن به یون های محلول بستگی دارد، هدایت را می توان به عنوان معیاری از یون های محلول موجود در نمونه آزمایشی مشاهده کرد. این یون ها ناخالصی هایی هستند که از نمک های محلول و مواد معدنی مانند قلیاها، کلریدها، سولفیدها و ترکیبات کربناته به دست می آیند. هر چه تعداد این یون ها در نمونه آب بیشتر باشد، رسانایی نمونه بیشتر می شود. این یون‌های محلول نیز منبع اصلی آلودگی هستند که باعث می‌شود آزمایش‌های رسانایی یکی از معیارهای اساسی کیفیت آب باشد.

رسانایی متقابل مقاومت است. در عمل، رسانایی زمانی استفاده می‌شود که مقادیر مقاومت بسیار پایین است، مانند زمانی که به آب از آب آشامیدنی تا آب دریا اشاره می‌شود، و زمانی که مقادیر رسانایی بسیار پایین است، مانند زمانی که به آب دیونیزه یا اسمز معکوس اشاره می‌شود، از مقاومت استفاده می‌شود.

رابطه بین مقاومت و رسانایی با واحد اندازه‌گیری رسانایی، mho (اهم به سمت عقب) نشان داده می‌شود. زیمنس در واحد سطح اندازه گیری رایج تری برای رسانایی است و برابر mho است. از آنجایی که محدوده هدایت در محلول های آبی معمولاً کوچک است، اندازه گیری ها معمولاً بر حسب میلی زیمنس/سانتی متر (mS/cm) و میکروزیمنس/cm (μS/cm) انجام می شود.

مقاومت

مقاومت مقاومت آب را در برابر جریان الکتریکی در مسافت اندازه گیری می کند که مستقیماً با مقدار ناخالصی ها مرتبط است. معمولاً به شکل نمک های محلول، قلیاها، کلریدها، سولفیدها و ترکیبات کربناته. در نمونه آبی با غلظت بالایی از چنین ناخالصی ها مقاومت کمی خواهد داشت و بالعکس.

مقاومت، که بر حسب اهم در واحد سطح اندازه گیری می شود، رسانایی متقابل است، بنابراین اگر یک نمونه آب دارای مقاومت کمی باشد، رسانایی بالایی خواهد داشت. در عمل، رسانایی زمانی استفاده می‌شود که مقادیر مقاومت بسیار پایین است، مانند زمانی که به آب از آب آشامیدنی تا آب دریا اشاره می‌شود، و زمانی که مقادیر رسانایی بسیار پایین است، مانند زمانی که به آب دیونیزه یا اسمز معکوس اشاره می‌شود، از مقاومت استفاده می‌شود.

هنگامی که به آب فوق خالص مورد نیاز است، مانند استفاده در تعداد فزاینده ای از فرآیندهای آزمایشگاهی و صنعتی، مقاومت یک اندازه گیری حیاتی است. در این زمینه، اندازه گیری های مقاومت به عنوان بخشی از رژیم آزمایش کیفیت آب استفاده می شود. اندازه گیری مقاومت می تواند برای بررسی آلودگی ناشی از رواناب کشاورزی، شیرابه های دفن زباله و نمک جاده استفاده شود.

شوری

شوری به کل غلظت تمام نمک های محلول در آب اطلاق می شود. از آنجایی که نمک ها هنگام حل شدن، ذرات یونی را تشکیل می دهند، شوری جزء قوی رسانایی است. اگرچه شوری را می توان از طریق تجزیه و تحلیل شیمیایی کامل اندازه گیری کرد، اما این روش دشوار و زمان بر است. اغلب، شوری با استفاده از الگوریتم‌های مبتنی بر رسانایی تخمین زده می‌شود که اندازه‌گیری آن بسیار آسان‌تر است. مقادیر شوری را می توان به صورت قسمت در هزار (ppt) یا به صورت واحدهای عملی شوری (psu) بیان کرد که نمونه را با یک استاندارد شوری مانند آب دریا مقایسه می کند.

شوری یک اندازه گیری مهم کیفیت آب است زیرا بر شیمی پایه آب و همچنین فرآیندهای بیولوژیکی که در آن رخ می دهد تأثیر می گذارد. شوری بر انواع ارگانیسم هایی که می توانند در یک بدن آب زندگی کنند تأثیر می گذارد. همچنین بر حلالیت اکسیژن محلول تأثیر می گذارد.

اندازه گیری شوری در صنایع مختلف از جمله کشاورزی، آبزی پروری، هیدروپونیک، غذا، استخرها و چشمه های آب معدنی، مدیریت فاضلاب و سایر صنایع که در آنها نظارت مداوم بر سطح نمک ضروری است، رایج است.

کل جامدات محلول (TDS)

کل جامدات محلول (TDS) اندازه گیری تمام ذرات محلول کوچکتر از 2 میکرون در یک نمونه آب است. این شامل تمام مواد معدنی و آلی به شکل معلق مولکولی، یونیزه یا میکروگرانول می شود. در نمونه‌های آب تمیز، TDS تقریباً برابر با شوری است در حالی که در آب‌های آلوده، TDS شامل املاح آلی نیز می‌شود.

منابع اولیه جامدات محلول عبارتند از رواناب کشاورزی و مسکونی، شستشوی آلودگی خاک، تخلیه صنعتی و تخلیه از تصفیه خانه های فاضلاب. در حالی که TDS لزوما یک "آلاینده" نیست، اما به عنوان یک نشانه کلی از کیفیت آب استفاده می شود. سطوح بالای TDS نشان‌دهنده آب سخت است که می‌تواند باعث رسوب در لوله‌ها، شیرها و فیلترها شود و عملکرد را کاهش دهد و هزینه‌های نگهداری سیستم را افزایش دهد.

TDS را می توان به چند روش تعیین کرد، اگرچه معمولاً از روی خوانش رسانایی محاسبه می شود زیرا این یک روش ساده و مؤثر برای آزمایش است. هنگام محاسبه کل جامدات محلول از اندازه گیری هدایت، از ضریب TDS استفاده می شود. فاکتور TDS است

به طور تجربی توسط ماهیت جامدات محلول و منبع آب تعیین می شود. بنابراین، اندازه‌گیری‌های TDS، رسانایی را اندازه‌گیری می‌کنند و قرائت را در ضریب TDS ضرب می‌کنند. مقادیر معمولاً به صورت قسمت در میلیون بیان می شوند.

مواردی که هنگام انتخاب رسانایی، مقاومت، شوری یا TDS متر باید در نظر بگیرید:

1. به کدام پارامتر(های) نیاز دارید؟
2. محدوده اندازه گیری چقدر است؟
3. چقدر دقت لازم است؟
4. آیا طرح 2 سلولی یا 4 سلولی ترجیح داده می شود؟
5. کدام ثابت سلولی به بهترین وجه با نیازهای شما مطابقت دارد؟
6. متر در کجا استفاده می شود؟ آیا قابل حمل بودن یک عامل است؟
7. آیا کنتور در معرض شرایط سخت محیطی قرار می گیرد؟
8. کدام پروب ها و لوازم کالیبراسیون مورد نیاز است؟

اگر در مورد رسانایی، مقاومت، شوری و مترهای TDS سؤالی دارید، لطفاً از طریق تماس با شماره 02191035087  و یا شماره واتس اپ 09307442432 در ارتباط باشید.