Зачем нужен кондуктометр
Каждый день мы полагаемся на химические и физические процессы, чтобы получить чистую питьевую воду, осознаем мы это или нет. Хотя мы, конечно, можем отличить чистую водопроводную воду от мутной озерной воды, глядя на нее, измерение физических и химических свойств жидкости является единственным верным способом узнать, что именно там содержится.
Есть несколько измеряемых физических и химических свойств, делающих каждое вещество уникальным. Одним из этих свойств является электропроводность жидкости, измеряемая кондуктометром.
Кондуктометры используются во многих случаях для проверки качества воды. Вода, как правило, имеет высокую электропроводность, особенно если она находится в природной среде с большим количеством примесей. Именно из-за высокой электропроводности воды никогда нельзя купаться во время грозы или пользоваться электронными устройствами в ванне.
Однако чистая вода обладает очень низкой электропроводностью. Таким образом, кондуктометр является важным диагностическим устройством для тех, кто следит за примесями и загрязнителями в воде.
Наличие надежного инструмента для измерения проводимости воды является важной составляющей многих применений. На точность его измерения полагаются не только при мониторинге параметров воды на очистных сооружениях. Это также распространенное устройство для тех, кто проверяет соленость воды для полива растений и контролирует параметр солености воды в озерах, реках и ручьях, или для компаний, которым необходимо обеспечить чистоту воды для производства пищевых продуктов или фармацевтических препаратов.
Вода имеет важное значение для нашего благополучия и не приносит нам пользы, если ее содержание остается тайной. Наличие откалиброванного и надежного кондуктометра является одним из надежных способов быть уверенным в чистоте воды.
Электропроводность означает способность вещества производить электричество. Когда объект проводит электричество, он просто позволяет электричеству проходить через него. Одним из обыденных примеров является медная проводка. Медь имеет высокую проводимость, поэтому ее часто используют в проводке для таких устройств как светильники и потолочные вентиляторы.
Хотя вода, как правило, является проводящим веществом, не все воды все равно проводят электричество. Например, соленая морская вода имеет гораздо более высокую проводимость, чем очищенная чистая вода. Чем больше химических веществ и минералов в воде, тем она более электропроводна.
В этом состоит одна из главных причин использования кондуктометра для измерения электропроводности воды. Когда измеритель показывает высокую проводимость, значит вода содержит большее количество примесей.
Мы можем увидеть простой реальный пример использования кондуктометра на водоочистных сооружениях. На водоочистных сооружениях должны регулярно проверять проводимость воды, чтобы выявить признаки загрязнения. Если происходит внезапное изменение проводимости, это верный признак того, что в воде загрязняющее вещество.
Виды кондуктометров
Для измерения электропроводности раствора можно использовать кондуктометр. Это устройство обычно компактное и портативное, и содержит один или более электродов. Зонды имеют датчики на конце, считывающие проводимость. Эти зонды подключены к прибору, отображающему показания на ЖК-дисплее. Существует два распространенных типа кондуктометров:
- Одним из вариантов является измеритель контактного типа. В этом устройстве зонд использует два или четыре электрода для считывания токов в веществе. Когда прибор включен, он посылает напряжение на электроды, генерируя ток в исследуемом веществе. Используя закон Ома с параметрами как напряжений, так и тока, прибор может рассчитать проводимость вещества.
- Другим распространенным типом измерителя проводимости является безэлектродный измеритель проводимости. Этот измерительный прибор производит измерение с помощью электрических полей, а не с помощью электродов, и работает, создавая переменный ток в замкнутом контуре, и использует величину для измерения проводимости.
Как и любой измерительный прибор, важно регулярно калибровать кондуктометр. В этом случае калибровка необходима в начале каждой серии измерений, чтобы определить постоянную ячейку. С тщательной и последовательной калибровкой вы будете каждый раз получать точные показания кондуктометра.
Датчики проводимости и электроды используются для измерения проводимости процесса, удельного сопротивления, концентрации, TDS и т.п. Различные варианты установки включают в себя выдвижную, проточную, погруженную и прямую установку. Правильный выбор электрода/сенсора имеет решающее значение для получения оптимальных результатов измерения.
Проводимость – это измерение способности раствора или вещества переносить или производить электрический ток. Датчики проводимости используются для измерения проводимости в водных растворах для определения чистоты или примесей жидкости.
Электрический ток протекает через жидкости, когда между двумя точками существует разность напряжения, присутствие ионов или заряженных частиц необходимо, поскольку они являются носителями тока, протекающего через раствор. Если в жидкости нет ионов, как, например, в сверхчистой воде, ток не протекает и раствор не является проводящим.
Однако, если вода не сверхчистая, тогда присутствуют ионы, и электрический ток может протекать через раствор (например, рассол), что определяется датчиками проводимости воды. То же касается химических растворов, таких как HCl.
Существует два основных типа датчиков, которые используются для измерения проводимости: контактный и индуктивный (тороидальный, безэлектродный).
- Контактные датчики проводимости идеально подходят для использования в системах чистой и сверхчистой воды. Они очень чувствительны к присутствующим ионам, обеспечивая наивысшую точность для измерений низкой электропроводности.
- Индуктивные (тороидальные, безэлектродные). Индуктивные датчики проводимости имеют широкий диапазон возможностей и лучше подходят для измерений в грязных, коррозионных или высокопроводящих растворах, требуя меньшего обслуживания, чем контактные датчики в той же среде.
Кондуктометрическое исследование воды особенности
Водные растворы и вода может проводить (переносить) электричество. Это связано с тем, что в них есть растворенные соли. Если у вас есть чистая вода, абсолютно не содержащая солей, электричество не будет проводиться, и проводимость будет равна 0. Когда мы измеряем проводимость, мы измеряем, насколько легко электричество проходит через воду, и получаем косвенную оценку того, сколько солей содержится в воде. Соли поступают из горных пород, которые были разрушены протекающей по ним водой, а типы горных пород и почвы вокруг водоемов контролируют проводимость.
Электропроводность также зависит от температуры воды. При повышении температуры воды проводимость увеличивается. Кроме того, если в озера не поступает достаточное количество дождевой или речной воды, проводимость увеличивается. Это происходит потому, что испарение уносит воду, но не уносит соли. По мере высыхания озер соленость (проводимость) оставшейся воды увеличивается.
Электропроводность является косвенным показателем солености воды. Рыбы и другие организмы, живущие в пресной воде, не могут переносить резкое повышение солености воды, потому что они не смогут удерживать воду в своем теле. Рыбы и животные, живущие в более соленой воде, например, в океане, адаптированы к этим условиям и могут выжить.
Изменение климата может увеличить соленость пресноводных озер, более теплые условия увеличивают испарение. Это может привести к стрессу для рыб и других животных, обитающих в воде. Загрязнение также может увеличить проводимость озер и рек, поскольку промышленные сточные воды часто имеют высокую проводимость. Однако не всякая промышленная деятельность увеличивает проводимость воды.
Например, нефть плохо проводит электричество, поэтому загрязнение воды нефтью не будет обнаружено путем измерения электропроводности воды.
Низкая проводимость (от 0 до 200 мкСм/см) является индикатором нетронутых или фоновых условий. Средние значения проводимости (от 200 до 1000 мкСм/см) являются нормальным фоном для большинства крупных рек. Высокие показания проводимости (от 1000 до 10 000 мкСм/см) является индикатором высокой солености воды. В этот диапазон могут попадать воды, подвергшиеся сильному влиянию промышленности.
Электропроводность лучше всего измерять непосредственно в озере или реке. Отбирать образец и измерять его позже не так хорошо, потому что температура воды, очевидно, меняется, когда она находится в емкости, а мы упоминали ранее, что температура влияет на проводимость. Когда вы помещаете датчик электропроводности в воду, между двумя электродами проходит слабый электрический ток. Проводимость измеряется таким образом и записывается в единицах измерения – мкСм/см.
