کنداکتیویتی متر یا EC متر (Electrical Conductivity Meter) یکی از ابزارهای ضروری در اندازه گیری هدایت الکتریکی محلول ها است. این دستگاه با استفاده از یک سنسور کنداکتیویتی، جریان الکتریکی که از محلول عبور می کند را اندازه گیری می کند و به صورت هدایت الکتریکی بیان می کند. درک عملکرد و مزایای کنداکتیویتی متر و شناخت انواع کنداکتیویتی سنسور برای استفاده بهینه در صنایع مختلف اهمیت دارد.
کنداکتیویتی متر یا EC متر ، دستگاهی است که برای اندازه گیری هدایت الکتریکی محلول های مایع استفاده می شود. این دستگاه با استفاده از یک سنسور کنداکتیویتی متر، جریان الکتریکی را از طریق محلول عبور داده و میزان هدایت الکتریکی را اندازه گیری می کند. این اندازه گیری به صورت میکروزیمنس بر سانتی متر (µS/cm) یا میلی زیمنس بر سانتی متر (mS/cm) بیان می شود و نشان دهنده توانایی محلول در هدایت جریان الکتریکی است.
کنداکتیویتی متر شامل بخش های اصلی زیر است:
کنداکتیویتی متر با استفاده از اصول هدایت الکتریکی کار می کند. هدایت الکتریکی، توانایی یک محلول در انتقال جریان الکتریکی است که به یون های موجود در محلول بستگی دارد. کنداکتیویتی متر یا EC متر از طریق سنسور کنداکتیویتی، جریان الکتریکی را به محلول اعمال کرده و میزان جریان عبوری را اندازه گیری می کند. این جریان به هدایت الکتریکی تبدیل می شود که معمولاً به صورت میکروزیمنس بر سانتی متر (µS/cm) یا میلی زیمنس بر سانتی متر (mS/cm) بیان می شود.
معروف ترین برند تولید کننده سنسور کنداکتیویتی، اندرس هاوزر است. سنسورهای کنداکتیویتی اندرس هاوزر به پنج نوع متداول تقسیم می شوند که در ادامه به توضیح هریک می پردازیم:
این نوع سنسورها شامل دو الکترود هستند که جریان الکتریکی بین آنها عبور می کند و هدایت الکتریکی محلول را اندازه گیری می کنند. سنسورهای دو الکترودی رایج ترین و ساده ترین نوع سنسور کنداکتیویتی هستند. آن ها برای کاربردهای عمومی مناسب هستند اما ممکن است در محلول های با هدایت الکتریکی بسیار بالا یا بسیار پایین دقت کافی نداشته باشند.
این سنسورها دارای چهار الکترود هستند: دو الکترود برای تولید جریان و دو الکترود برای اندازه گیری ولتاژ. این طراحی باعث کاهش اثرات پلاریزاسیون و افزایش دقت اندازه گیری می‌شود.
سنسورهای چهار الکترودی برای محلول های با هدایت الکتریکی بسیار بالا یا پایین و همچنین در کاربردهایی که دقت بالایی نیاز دارند، مناسب هستند.
سنسورهای القایی از یک حلقه القایی برای ایجاد یک میدان الکتریکی در محلول استفاده می کنند. این نوع سنسورها برای محیط های آلوده یا دارای ذرات معلق مناسب هستند، زیرا هیچ تماس مستقیمی بین الکترود و محلول وجود ندارد. سنسورهای القایی دقت بالایی دارند و در برابر آلودگی مقاوم هستند.
این سنسورها به طور مستقیم با محلول در تماس هستند و برای اندازه گیری هدایت الکتریکی محلول های مایع استفاده می شوند. آن ها دقت بالایی دارند و برای کاربردهای آزمایشگاهی و صنعتی مناسب هستند.
این سنسورها بدون تماس مستقیم با محلول، هدایت الکتریکی را اندازه گیری می کنند. آن ها برای محیط های آلوده یا محلول هایی که تماس مستقیم با الکترودها ممکن است مشکلاتی ایجاد کند، مناسب هستند.
از مهم ترین کاربردهای سنسور کنداکتیویتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
سنسور کنداکتیویتی در سیستم های تصفیه آب برای پایش کیفیت آب و اطمینان از حذف آلودگی ها استفاده می شوند. آن ها به تشخیص میزان یون ها و ترکیبات شیمیایی در آب کمک می کنند.
در کشاورزی، سنسور کنداکتیویتی متر برای اندازه گیری مواد مغذی در محلول های غذایی گیاهان و پایش کیفیت آب مورد استفاده قرار می گیرند. این سنسورها به کشاورزان کمک می کنند تا بهینه سازی مصرف آب و کود را انجام دهند.
در صنایع شیمیایی و داروسازی، سنسور کنداکتیویتی برای کنترل کیفیت محلول ها و ترکیبات شیمیایی استفاده می شوند. آن ها به تشخیص خلوص مواد و اطمینان از ترکیب صحیح مواد کمک می کنند.
سنسورهای کنداکتیویتی در آزمایشگاه های تحقیقاتی برای انجام تحقیقات علمی و اندازه گیری دقیق هدایت الکتریکی محلول ها استفاده می شوند. آن ها به دانشمندان در انجام آزمایش ها و تحقیقات دقیق کمک می کنند.
سنسور کنداکتیویتی متر برای اندازهگیری هدایت الکتریکی محلولهای حاوی یون‌ها (مانند آب نمک، اسیدها و بازها) بسیار دقیق است و اطلاعات قابل اعتمادی ارائه میدهد.
این سنسورها قادر به ارائه نتایج فوری و لحظه‌ای هستند که در بسیاری از فرآیندهای صنعتی که نیاز به مانیتورینگ مداوم دارند، بسیار مفید است.
کار با سنسورهای کنداکتیویتی متر ساده است و اغلب به تنظیمات پیچیده نیاز ندارد. کاربران به راحتی میتوانند از آنها برای اندازهگیری هدایت الکتریکی استفاده کنند.
در مقایسه با برخی از روش‌های دیگر اندازهگیری خواص محلولها، مانند طیف‌سنجی یا آنالیزهای شیمیایی پیچیده، سنسورهای کنداکتیویتی متر هزینه پایین‌تری دارند و مقرون‌به‌صرفه هستند.
سنسورهای کنداکتیویتی متر نیاز به نمونه‌برداری دستی و آزمایش در آزمایشگاه ندارند. این ویژگی باعث می‌شود که برای مانیتورینگ‌های پیوسته و سریع، بسیار مناسب باشند.
در صورت استفاده در محیط‌های غیرخورنده و با نگهداری مناسب، این سنسورها میتوانند عمر مفید بالایی داشته باشند و نیاز به تعویض یا تعمیرات زیادی ندارند.
این سنسورها در بسیاری از صنایع، از جمله صنایع غذایی، آب و فاضلاب، داروسازی، پتروشیمی، و کشاورزی کاربرد دارند. تطبیق‌پذیری آنها در انواع محیط‌ها و فرآیندها یکی از مزیت‌های اصلی این سنسورها است.
سنسورهای کنداکتیویتی متر میتوانند به‌راحتی با سیستم‌های اتوماسیون و کنترلی متصل شوند تا داده‌ها به‌صورت لحظه‌ای مانیتور و تحلیل شوند، که این ویژگی در صنایعی که به کنترل دقیق فرآیندها نیاز دارند، حیاتی است.
بسیاری از سنسورهای کنداکتیویتی به‌صورت غیر تهاجمی طراحی شده‌اند و نیازی به تماس مستقیم با ماده یا تخریب نمونه ندارند که این ویژگی در محیط‌های حساس بسیار مهم است.
کنداکتیویتی مستقیماً تحت تأثیر دما قرار دارد. در صورتی که تغییرات دما به درستی جبران نشود، اندازه‌گیری‌ها دقت کافی نخواهند داشت. برخی سنسورها دارای سیستم‌های جبران دما هستند، اما اگر این سیستم‌ها به درستی عمل نکنند، دقت کاهش می‌یابد.
وجود آلاینده‌ها و مواد شیمیایی در محیط می‌تواند به سنسور آسیب برساند یا اندازهگیری را نادرست کند. برای مثال، مواد جامد معلق یا چسبنده ممکن است روی سطح الکترودها جمع شوند و مانع عملکرد صحیح سنسور شوند.
برای حفظ دقت اندازهگیری، سنسور کنداکتیویتی متر نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای دارد. در صورت عدم کالیبراسیون منظم، اندازه‌گیری‌ها میتوانند اشتباه یا نادرست باشند.
هر سنسور کنداکتیویتی برای اندازهگیری محدوده خاصی از هدایت الکتریکی طراحی شده است. اگر میزان هدایت بسیار بالا یا بسیار پایین باشد، سنسور ممکن است به درستی عمل نکند یا نیاز به تعویض سنسور مناسب داشته باشد.
در محیط‌های صنعتی که ممکن است میدان‌های الکتریکی قوی وجود داشته باشد، امکان ایجاد تداخل در عملکرد سنسور وجود دارد. این موضوع می‌تواند دقت سنسور را تحت تأثیر قرار دهد.
سنسورهای کنداکتیویتی متر برای محلولهای یونی (مثل آب نمک یا مواد شیمیایی با یون‌های آزاد) مناسب هستند، اما در محلولهای غیر یونی دقت کافی را ندارند و ممکن است مقدار نادرستی نمایش دهند.
برخی از سنسورهای کنداکتیویتی به دلیل پیچیدگی در طراحی و کاربرد، نیاز به تعمیر و نگهداری منظم و هزینه‌بر دارند. به‌ویژه در محیط‌های آلوده، سنسورها ممکن است به تمیزکاری یا تعویض زودهنگام نیاز داشته باشند.
الکترودهای سنسورهای کنداکتیویتی متر در معرض سایش و خوردگی قرار دارند، به خصوص اگر در محیط‌های خورنده استفاده شوند. این امر باعث کاهش عمر سنسور و نیاز به تعویض دوره‌ای الکترودها می‌شود.
سنسورهای کنداکتیویتی و ترنسمیترها در صنایع مختلفی مانند صنایع غذایی و نوشیدنی، شیمیایی، علوم زیستی، داروسازی، آب و انرژی استفاده می‌شوند. انتخاب سنسور به کاربرد و محدوده هدایت الکتریکی بستگی دارد. برای اندازهگیری هدایت‌های پایین در آب خالص و فوق‌العاده خالص، از سنسورهای دو الکترودی استفاده کنید. در محیط‌هایی با هدایت الکتریکی بالا (مانند شیر، آبجو، بازها، اسیدها، محلولهای نمکی) از سنسورهای توروییدی استفاده کنید و در جایی که نیاز به محدوده اندازهگیری وسیع است (مثلاً در جداسازی فازها) از سنسورهای ۴ الکترودی استفاده نمایید.
پروب‌های رسانا دارای دو الکترود هستند که در مقابل یکدیگر قرار گرفته‌اند. به این الکترودها ولتاژ متناوب اعمال می‌شود که جریانی در محیط ایجاد میکند. شدت جریان به تعداد آنیون‌ها و کاتیون‌های آزاد موجود در محیط بستگی دارد که بین دو الکترود حرکت می‌کنند. هر چه مایع حاوی آنیون‌ها و کاتیون‌های آزاد بیشتری باشد، هدایت الکتریکی و جریان بالاتر خواهد بود. واحد اندازهگیری هدایت الکتریکی “زیمنس بر متر” است.
غلظت بالای یون‌ها در محیط باعث دفع متقابل یون‌ها و در نتیجه کاهش جریان می‌شود که به آن اثر پلاریزاسیون گفته می‌شود. این پدیده می‌تواند دقت اندازهگیری پروب‌های رسانا را تحت تأثیر قرار دهد. سنسورهای ۴ الکترودی دارای دو الکترود بدون جریان هستند و بنابراین تحت تأثیر اثر پلاریزاسیون قرار نمی‌گیرند. این سنسورها تفاوت پتانسیل در محیط را اندازهگیری می‌کنند. یک ترنسمیتر متصل از تفاوت پتانسیل و جریان اندازه‌گیری‌شده برای محاسبه مقدار هدایت الکتریکی استفاده میکند.
پروب‌های توروییدی شامل یک سیم‌پیچ انتقال و یک سیم‌پیچ دریافت هستند و هدایت الکتریکی را در چند مرحله اندازهگیری می‌کنند:
برخی از برندهای معتبر تولیدکننده کنداکتیویتی متر عبارتاند از:
کنداکتیویتی متر باید در موارد زیر کالیبره شود:
بیشتر کنداکتیویتی مترها مجهز به سنسور دما هستند که تغییرات دما را به صورت خودکار جبران می‌کنند. این ویژگی کمک میکند که هدایت الکتریکی تحت تأثیر دمای محیط تغییر نکند و اندازهگیری دقیق‌تری داشته باشد.
بله، سنسورهای کنداکتیویتی متر میتوانند برای اندازهگیری محلولهای غیر آبی نیز استفاده شوند، اما دقت و کالیبراسیون آنها ممکن است تحت تأثیر ترکیبات خاص موجود در محلول قرار گیرد.
بله، بیشتر دستگاههای کنداکتیویتی متر قابلیت تعویض سنسور را دارند. تعویض سنسور به عواملی مثل خرابی، سایش الکترودها یا نیاز به دقت بالاتر بستگی دارد.
ای شاپ صنعت با چندین سال سابقه در زمینه تامین تجهیزات ابزار دقیق، طراحی و مشاوره پروژه های نفت و گاز و پتروشیمی و سایر صنایع کشور آماده ارائه خدمات می باشد. برای خرید محصولات می توانید به فروشگاه اینترنتی مراجعه کنید.
آدرس: تهران، خیابان مطهری، خیابان علی اکبری، خیابان صحاف زاده، پلاک۵۸، واحد۴
ای شاپ صنعت با چندین سال سابقه در زمینه تامین تجهیزات ابزار دقیق، طراحی و مشاوره پروژه های نفت و گاز و پتروشیمی و سایر صنایع کشور آماده ارائه خدمات می باشد.
برای خرید محصولات می توانید به فروشگاه اینترنتی مراجعه کنید.
برای سفارش آنلاین خدمات ایشاپ صنعت از این فرم استفاده کنید.
در صورت ارسال فرم زیر، همکاران ما در اسرع وقت با شما تماس خواهند گرفت.