מבוא של מד מוליכות

אילו עקרונות יש לשלוט בהם במהלך השימוש במד המוליכות? ראשית, על מנת למנוע קיטוב של האלקטרודה, המד מייצר אות גל סינוס יציב ביותר ומפעיל אותו על האלקטרודה. הזרם הזורם דרך האלקטרודה הוא פרופורציונלי למוליכות של התמיסה הנמדדת. לאחר שהמד ממיר את הזרם ממגבר תפעולי בעל עכבה גבוהה לאות מתח, לאחר הגברת אות מבוקרת תוכנית, גילוי רגיש פאזה וסינון, מתקבל אות פוטנציאלי המשקף את המוליכות; המיקרו-מעבד עובר דרך המתג לדגום לסירוגין את אות הטמפרטורה ואת אות המוליכות. לאחר חישוב ופיצוי טמפרטורה, מתקבלת התמיסה הנמדדת ב-25°C. ערך המוליכות באותו זמן וערך הטמפרטורה באותו זמן.

השדה החשמלי הגורם ליונים לנוע בתמיסה הנמדדת נוצר על ידי שתי האלקטרודות הנמצאות במגע ישיר עם התמיסה. זוג אלקטרודות המדידה חייב להיות עשוי מחומרים עמידים בפני כימיקלים. בפועל, חומרים כמו טיטניום משמשים לעתים קרובות. אלקטרודת המדידה המורכבת משתי אלקטרודות נקראת אלקטרודת קוהלראוש.

מדידת המוליכות צריכה להבהיר שני היבטים. האחד הוא המוליכות של התמיסה, והשני הוא הקשר הגיאומטרי של 1/A בתמיסה. ניתן לקבל את המוליכות על ידי מדידת זרם ומתח. עקרון מדידה זה מיושם במכשירי מדידה בעלי תצוגה ישירה של ימינו.

ו-K=L/A

א - הלוח האפקטיבי של אלקטרודת המדידה
L——המרחק בין שני הלוחות

ערכו נקרא קבוע התא. בנוכחות שדה חשמלי אחיד בין האלקטרודות, ניתן לחשב את קבוע האלקטרודה על ידי ממדים גיאומטריים. כאשר שני לוחות מרובעים בעלי שטח של 1 סמ"ר מופרדים זה מזה ב-1 סמ"ר ליצירת אלקטרודה, קבוע האלקטרודה הוא K=1 סמ"ר-1. אם ערך המוליכות G=1000μS הנמדד עם זוג אלקטרודות זה, אז המוליכות של התמיסה הנבדקת K=1000μS/ס"מ.

בנסיבות רגילות, האלקטרודה יוצרת לעיתים קרובות שדה חשמלי חלקי לא אחיד. בשלב זה, יש לקבוע את קבוע התא באמצעות תמיסה סטנדרטית. תמיסות סטנדרטיות משתמשות בדרך כלל בתמיסת KCl. הסיבה לכך היא שהמוליכות של KCl יציבה ומדויקת מאוד תחת טמפרטורות וריכוזים שונים. המוליכות של תמיסת KCl של 0.1 מול/ליטר ב-25°C היא 12.88 מילישניות/ס"מ.

לשדה חשמלי לא אחיד (נקרא גם שדה תועה, שדה דליפה) אין קבוע, אך הוא קשור לסוג ולריכוז היונים. לכן, אלקטרודה של שדה תועה טהור היא האלקטרודה הגרועה ביותר, והיא אינה יכולה לענות על הצרכים של טווח מדידה רחב באמצעות כיול אחד.

　　
2. מהו תחום היישום של מד המוליכות?

תחומים רלוונטיים: ניתן להשתמש בו באופן נרחב בניטור רציף של ערכי מוליכות בתמיסות כגון אנרגיה תרמית, דשנים כימיים, מטלורגיה, הגנת סביבה, תרופות, ביוכימיה, מזון ומי ברז.

3. מהו קבוע התא של מד המוליכות?

"על פי הנוסחה K=S/G, ניתן לקבל את קבוע התא K על ידי מדידת המוליכות G של אלקטרודת המוליכות בריכוז מסוים של תמיסת KCL. בשלב זה, המוליכות S של תמיסת KCL ידועה."

קבוע האלקטרודה של חיישן המוליכות מתאר במדויק את התכונות הגיאומטריות של שתי האלקטרודות של החיישן. זהו היחס בין אורך הדגימה באזור הקריטי בין שתי האלקטרודות. הוא משפיע ישירות על הרגישות והדיוק של המדידה. מדידת דגימות בעלות מוליכות נמוכה דורשת קבועי תאים נמוכים. מדידת דגימות בעלות מוליכות גבוהה דורשת קבועי תאים גבוהים. מכשיר המדידה חייב לדעת את קבוע התא של חיישן המוליכות המחובר ולהתאים את מפרטי הקריאה בהתאם.

4. מהם קבועי התא של מד המוליכות?

אלקטרודת המוליכות בעלת שתי אלקטרודות היא כיום סוג אלקטרודת המוליכות הנפוץ ביותר בסין. מבנה אלקטרודת המוליכות הניסיונית בעלת שתי אלקטרודות הוא סינטור של שתי יריעות פלטינה על שתי יריעות זכוכית מקבילות או על הדופן הפנימית של צינור זכוכית עגול כדי להתאים את יריעת הפלטינה. ניתן ליצור שטח ומרחק לאלקטרודות מוליכות עם ערכים קבועים שונים. בדרך כלל ישנם K=1, K=5, K=10 וסוגים אחרים.

עקרון השימוש במדידת המוליכות חשוב מאוד. בבחירת מוצר, עליכם לבחור גם יצרן טוב.