Вымяральнік электраправоднасці: поўнае кіраўніцтва для пачаткоўцаў

У сучасным кантэксце кантролю якасці, маніторынгу навакольнага асяроддзя і спецыялізаванай вытворчасці здольнасць дакладна ацэньваць склад вадкасці мае першараднае значэнне.Электраправоднасць(EC) з'яўляецца фундаментальным параметрам, які дае крытычна важнае ўяўленне аб агульнай канцэнтрацыі растворанага іоннага матэрыялу ў растворы.вымяральнік электраправоднасці(EC-метр) — гэта незаменны аналітычны прыбор, які выкарыстоўваецца для колькаснай ацэнкі гэтай уласцівасці.

Гэтае падрабязнае кіраўніцтва прызначана як для прафесіяналаў, так і для пачаткоўцаў. Яно змяшчае падрабязнае апісанне прынцыпаў працы, функцыянавання, каліброўкі і розных ужыванняў вымяральніка электрычнай магутнасці, што дазваляе пачаткоўцам упэўнена інтэграваць гэты важны метад вымярэння ў свой працоўны працэс.

Змест:

1. Што такое электраправоднасць?

2. Што такое вымяральнік электраправоднасці?

3. Які прынцып працы вымяральніка электраправоднасці?

4. Што вымярае вымяральнік электраправоднасці?

5. Усе віды вымяральнікаў электраправоднасці

6. Як адкалібраваць вымяральнік электраправоднасці?

7. Шырокае прымяненне вымяральніка электраправоднасці

8. У чым розніца паміж вымяральнікам электраправоднасці і pH-метрам?

I. Што такое электраправоднасць?

Электраправоднасць(κ) — гэта мера здольнасці рэчыва праводзіць электрычны ток. У водных растворах гэтая перадача дасягаецца не свабоднымі электронамі (як у металах), а рухам раствораных іонаў. Калі солі, кіслоты або асновы раствараюцца ў вадзе, яны дысацыююць на станоўча зараджаныя катыёны і адмоўна зараджаныя аніёны. Гэтыя зараджаныя часціцы дазваляюць раствору праводзіць электрычнасць.

Увогуле, праводнасць (σ) матэматычна вызначаецца як адваротная велічыня супраціўлення (ρ), якая паказвае здольнасць матэрыялу праводзіць электрычны ток (σ = 1/ρ).

Для раствораў праводнасць непасрэдна залежыць ад канцэнтрацыі іонаў; проста кажучы,больш высокая канцэнтрацыя рухомых іонаў непасрэдна прыводзіць да больш высокай праводнасці.

Хоць стандартнай міжнароднай адзінкай (адзінкай СІ) для праводнасці з'яўляецца Сіменс на метр (См/м), на практыцыяканаліз якасці вадыі лабараторнага аналізу, значэнні мікрасіменсаў на сантыметр (мкСм/см) або мілісіменсаў на сантыметр (мСм/см) складаюцьбольш распаўсюджаныя і шырока выкарыстоўваюцца.

II. Што такое вымяральнік электраправоднасці?

An вымяральнік электраправоднасці— гэта дакладны аналітычны прыбор, прызначаны для вымярэння праводнасці раствора, які працуе шляхам прымянення электрычнага поля і колькаснага вызначэння атрыманага току.

Звычайна прылада складаецца з трох асноўных функцыянальных блокаў:

1. Ячэйка праводнасці (зонд/электрод):Гэта датчык, які кантактуе з мэтавым растворам. Ён змяшчае два ці больш электродаў (часта вырабленых з плаціны, графіту або нержавеючай сталі), падзеленых фіксаванай адлегласцю.

2. Лічыльны блок:Гэта электронны кампанент, які генеруе напружанне ўзбуджэння (пераменны ток) і апрацоўвае сігнал датчыка.

3. Датчык тэмпературы:Гэты неабходны кампанент часта інтэграваны ў зонд для вымярэння тэмпературы ўзору з мэтай дакладнай кампенсацыі.

Электраэлектрычны вымяральнік забяспечвае неабходныя дадзеныя для кіравання працэсамі, дзе канцэнтрацыя раствораных цвёрдых рэчываў мае вырашальнае значэнне, такімі як ачыстка вады і хімічная вытворчасць.

III. Які прынцып працы вымяральніка электраправоднасці?

Прынцып вымярэння заснаваны на суадносінах паміж праводнасцю і супраціўленнем, якія апасродкаваны фіксаванай геаметрыяй. Давайце разам разгледзім асноўныя этапы вымярэння:

1. Прымяненне пераменнага напружання:Вымяральны прыбор падае дакладнае, вядомае напружанне пераменнага току (AC) на два электроды ў зондзе, што прадухіляе палярызацыю і дэградацыю паверхняў электродаў.

2. Вымярэнне току:Вымяральнік электраправоднасці вымярае велічыню току (I), які працякае праз раствор, і гэты ток прапарцыйны канцэнтрацыі рухомых іонаў.

3. Разлік праводнасці:Электраправоднасць (G) раствора паміж дзвюма пласцінамі разлічваецца з выкарыстаннем пераўтворанай формы закона Ома: G = I/V.

4. Вызначэнне праводнасці:Каб атрымаць удзельную праводнасць (κ), вымераная праводнасць (G) памнажаецца на пастаянную ячэйкі зонда (K): κ = G · K. Пастаянная ячэйкі (K) — гэта фіксаваны геаметрычны каэфіцыент, які вызначаецца адлегласцю (d) паміж электродамі і іх эфектыўнай плошчай паверхні (A), K = d/A.

Праводнасць вельмі адчувальная да тэмпературы; павелічэнне на 1°C можа павялічыць паказанні прыкладна на 2-3%. Каб забяспечыць параўнальнасць вынікаў ва ўсім свеце, усе прафесійныя вымяральнікі электрычнай праводнасці выкарыстоўваюць аўтаматычную тэмпературную кампенсацыю (ATC).

Вымяральнік прывязвае вымеранае значэнне праводнасці да стандартнай тэмпературы, звычайна 25°C, выкарыстоўваючы вызначаны тэмпературны каэфіцыент, што гарантуе дакладнасць паведамленага значэння незалежна ад фактычнай тэмпературы ўзору падчас вымярэння.

IV. Што вымярае вымяральнік электраправоднасці?

Хоць асноўны выхадны сігнал вымяральніка электрычнай магутнасціЭлектраправоднасць, гэты паказчык звычайна выкарыстоўваецца для колькаснай ацэнкі іншых крытычных параметраў якасці вады на розных прамысловых прадпрыемствах:

1. Электраправоднасць (ЭП):Прамое вымярэнне, пазначанае ў мкСм/см або мСм/см.

2. Агульная колькасць раствораных цвёрдых рэчываў (TDS): ТДСпрадстаўляе агульную масу раствораных арганічных і неарганічных рэчываў на адзінку аб'ёму вады, звычайна выражаную ў мг/л або частках на мільён (ppm). Паколькі EC моцна карэлюе з іённым утрыманнем (найбуйнейшай доляй TDS), вымяральнік EC можа даць разліковае значэнне TDS з выкарыстаннем каэфіцыента пераўтварэння (TDS Factor), які звычайна складае ад 0,5 да 0,7.

3. Салёнасць:Для саланаватай вады, марской вады і прамысловых расолаў асноўным паказчыкам салёнасці з'яўляецца EC, які ўяўляе сабой агульную канцэнтрацыю ўсіх раствораных у вадзе солей, звычайна вымяраемую ў PSU (практычных адзінках салёнасці) або частках на тысячу.

V. Усе віды вымяральнікаў электраправоднасці

Электраэнергетычныя вымяральнікі ў розных канфігурацыях распрацаваны для задавальнення канкрэтных патрабаванняў дакладнасці, мабільнасці і бесперапыннага маніторынгу, і вось яныгэтызвычайнытыпы праводнасціметраўшточаста сустракаюцца ў розных прамысловых сцэнах:

VI. Як адкалібраваць вымяральнік электраправоднасці?

Рэгулярная каліброўка абавязковая для падтрымання дакладнасці і надзейнасці любой сістэмы вымярэння электраэнергіі. Каліброўка стандартызуе рэакцыю вымяральніка на вядомыя значэнні, правяраючы пастаянную ячэйкі (K).

Стандартная працэдура каліброўкі:

1. Стандартны выбар:Выберыце сертыфікаванагастандартны раствор праводнасці(напрыклад, растворы хларыду калію (KCl) з вядомымі значэннямі, такімі як 1413 мкСм/см або 12,88 мСм/см), што адпавядае чаканаму дыяпазону ўзору.

2. Падрыхтоўка зонда:Старанна прамыйце электрод дэіянізаванай (DE) вадой, а затым невялікай колькасцю стандартнага раствора для апрацоўкі паверхні. Прамакніце насуха безворсавай паперай; не працірайце агрэсіўна.

3. Вымярэнне:Цалкам апусціце зонд у стандартны раствор, пераканаўшыся, што каля паверхні электрода не засталося паветраных бурбалак. Дайце тэмпературы стабілізавацца.

4. Карэкцыя:Запусціце функцыю каліброўкі вымяральніка. Прылада аўтаматычна зчытае стабілізаванае значэнне і ўнутрана адкарэктуе свае параметры (або прапануе карыстальніку ўвесці вядомае стандартнае значэнне).

5. Праверка:Для высокадакладнай працы праверце каліброўку з дапамогай другога, іншага стандартнага раствора.

VII. Шырокае прымяненне вымяральніка электраправоднасці

Вымярэнне электраэнергіі шырока прымяняецца і мае вырашальнае значэнне ў розных сектарах:

1. Ачыстка вады:Маніторынг эфектыўнасці сістэм зваротнага осмасу (RO) і дэіянізацыя. Праводнасць ультрачыстай вады з'яўляецца прамым паказчыкам яе якасці (нізкі паказчык µS/cm сведчыць аб высокай чысціні).

2. Навука аб навакольным асяроддзі:Ацэнка агульнага стану і салёнасці прыродных вадаёмаў (рэк, азёр, падземных вод), часта выкарыстоўваецца ў якасці паказчыка патэнцыйнага забруджвання або мінеральнага сцёку.

3. Сельская гаспадарка і садоўніцтва:Кантроль надканцэнтрацыя пажыўнага растворау гідрапоніцы і фертыгацыі. Здароўе раслін непасрэдна звязана з узроўнем электрохімічнага раствора ў вадзе для паліва.

4. Кіраванне прамысловымі працэсамі:Рэгуляванне цыклаў прадуўкі ў градзірнях і катлах для прадухілення накіпу і карозіі шляхам падтрымання канцэнтрацыі раствораных цвёрдых рэчываў у дапушчальных межах.

5. Ежа і напоі:Кантроль якасці, які выкарыстоўваецца для вымярэння канцэнтрацыі інгрэдыентаў (напрыклад, солі ў расолах або канцэнтрацыі кіслаты ў напоях).

VIII. У чым розніца паміж вымяральнікам электраправоднасці і pH-метрам?

Хоць абодва з'яўляюцца неабходнымі інструментамі для аналізу вадкасцей, і EC-метр, іthеpH-метрвымярэнніурапрынцыпова адметныя характарыстыкі рашэння:

Пры комплексным аналізе вады неабходныя абодва параметры. Напрыклад, высокая праводнасць паказвае на наяўнасць вялікай колькасці іонаў, а pH паказвае, ці пераважна гэтыя іёны ўплываюць на кіслотнасць або шчолачнасць.