Теория Питательный раствор Кондуктометр (tds/EC/солемер) - устройство и принцип действия

Кондуктометр (tds/EC/солемер) - устройство и принцип действия

tds meter IMG 162 IMG 1622
 Фото 1  Фото 2 Фото 3

Как и в предыдущий раз, мы начинаем не с теории , а сразу с практики : берем ножовку по металлу и пилим готовый EC метр ! На фото 2 и 3 мы видим результаты нашей работы.

А вот теперь будем разбираться что же внутри. Собственно, с измеряемой жидкостью контактируют только два металлических контакта (фото 2 - металлические электроды) и, практически незаметный, залитый в герметик термоэлектрод (датчик температуры на фото 2). Для чего нужен датчик температуры и его функции - это и так понятно, а вот какие процессы происходят между двумя электродами в жидкости, - рассмотрим далее.

Дело в том, что, от того, сколько веществ растворено в воде, зависит и электропроводность последней. Например, проводимость дистиллированной воды равна нолю (условно, конечно), её сопротивление очень велико. Если же в этой воде растворять что-нибудь, то её проводимость начнёт расти и будет увеличиваться по мере увеличения концентрации растворенных в воде веществ. А электрическое сопротивление при этом, соответственно, начнёт уменьшаться. Т.е. мы получили: если измерить сопротивление воды, то мы узнаем и концентрацию растворенных в ней веществ.

Именно этим и занимается этот прибор - кондуктометр (солемер), он просто измеряет сопротивление между двумя электродами, погруженными в жидкость (получаем сопротивление в Ом) и переводит их, по некоторому алгоритму, в единицы измерения концентрации: ppm, EC, г/л и т.д.

 

Почему кондуктометры так дороги в цене, если это, по сути, всего лишь "омметры" ?

Вроде бы все просто? С одной стороны - да. С другой, - есть много и много нюансов. И именно они определяют качество измерения и стоимость самого прибора. Рассмотрим их подробнее ниже.

  • Возьмём две ёмкости с одним литром дистиллированной воды в каждой. В первой растворим один грамм поваренной соли, во второй один грамм медного купороса. Измерив сопротивление двух этих жидкостей одинаковыми электродами, мы получим разные значения, хотя концентрация растворенных в воде веществ одинаковая и равна 1 грамм на литр. Т.е. сопротивление зависит от самого растворенного вещества/веществ в воде. Принято считать что измеряемая среда - NaCl или KCl растворенный воде (этому выбору есть, конечно, обоснование, но оно не для рассмотрения в данной статье), отсюда, и все константы и калибровки по этим веществам.
  • Возьмём ёмкость с одним литром дистиллированной воды и растворим в ней один грамм поваренной соли при 25 оС, измерим сопротивление. Нагреем эту же ёмкость с водой до 50 оС, измерим сопротивление. Во втором случае получим бОльшее значение сопротивления, хотя в обоих случаях концентрация одна и та же. Поэтому, используют "температурную поправку" - термокомпенсацию. Т.е. все значения приводят к значению при температуре 25 оС, при этой же температуре осуществляют и калибровку кондуктометров. Коэффициент темрмокомпенсации (разница температур, % / 1 оС) определяется экспериментально для каждого прибора/электрода отдельно, либо используется табличное значение.
  • Для измерения сопротивления прибор должен пропустить между электродами электрический ток и измерить напряжение (именно так работают омметры, другого способа нет). Через некоторое время измерений таким способом один из электродов будет весь в "налёте", а другой может вовсе "раствориться" (утрируя, конечно). Это происходит потому, что при пропускании через жидкость постоянного тока электроды поляризуются и возникает физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах частиц растворённых веществ - электролиз. Соответственно, получаем всё время разные результаты измерений, т.к. изменяется площадь электродов и сопротивления между жидкостью и каждым электродом. Для нивелирования этого процесса используют переменный ток высокой частоты, до 20 кГц, пропускаемый между электродами.
  • Для уменьшения влияния различных процессов между веществами, растворёнными в воде, и электродами, последние изготавливаются из неактивных металлов: серебро, золото, платина. В основном из платины, чем не может похвастаться ни один бюджетный прибор.

Уважаемые спамеры, никакие HTML теги и прочие не поддерживаются. Добропорядочных граждан это правило не касается.
Комментарии
Защитный код
Обновить