Konduktivitet er en mye brukt analytisk parameter i ulike applikasjoner, inkludert vurdering av vannrenhet, overvåking av omvendt osmose, validering av rengjøringsprosesser, kjemisk prosesskontroll og håndtering av industrielt avløpsvann.
En konduktivitetssensor for vandige miljøer er en elektronisk enhet som er utviklet for å måle den elektriske konduktiviteten til vann.
I prinsippet viser rent vann ubetydelig elektrisk ledningsevne. Vannets elektriske ledningsevne avhenger først og fremst av konsentrasjonen av ioniserte stoffer som er oppløst i det – nemlig ladede partikler som kationer og anioner. Disse ionene stammer fra kilder som vanlige salter (f.eks. natriumioner Na⁺ og kloridioner Cl⁻), mineraler (f.eks. kalsiumioner Ca²⁺ og magnesiumioner Mg²⁺), syrer og baser.
Ved å måle elektrisk ledningsevne gir sensoren en indirekte evaluering av parametere som totalt oppløste faste stoffer (TDS), saltinnhold eller omfanget av ionisk forurensning i vann. Høyere ledningsevneverdier indikerer en høyere konsentrasjon av oppløste ioner og dermed redusert vannrenhet.
Arbeidsprinsipp
Det grunnleggende driftsprinsippet til en konduktivitetssensor er basert på Ohms lov.
Nøkkelkomponenter: Konduktivitetssensorer bruker vanligvis enten to-elektrode- eller fire-elektrodekonfigurasjoner.
1. Spenningspåføring: En vekselspenning påføres over ett par elektroder (drivelektrodene).
2. Ionemigrasjon: Under påvirkning av det elektriske feltet migrerer ioner i løsningen mot elektroder med motsatt ladning, og genererer en elektrisk strøm.
3. Strømmåling: Den resulterende strømmen måles av sensoren.
4. Beregning av konduktivitet: Ved å bruke den kjente påførte spenningen og den målte strømmen bestemmer systemet den elektriske motstanden til prøven. Konduktiviteten utledes deretter basert på sensorens geometriske egenskaper (elektrodeareal og avstand mellom elektrodene). Det grunnleggende forholdet uttrykkes som:
Konduktivitet (G) = 1 / Motstand (R)
For å minimere måleunøyaktigheter forårsaket av elektrodepolarisering (på grunn av elektrokjemiske reaksjoner på elektrodeoverflaten) og kapasitive effekter, bruker moderne konduktivitetssensorer vekselstrøm (AC) eksitasjon.
Typer konduktivitetssensorer
Det finnes tre hovedtyper konduktivitetssensorer:
• To-elektrodesensorer er egnet for målinger av vann med høy renhet og lav konduktivitet.
Sensorer med fire elektroder brukes for områder med middels til høy konduktivitet og gir forbedret motstand mot tilsmussing sammenlignet med design med to elektroder.
• Induktive (toroidale eller elektrodeløse) konduktivitetssensorer brukes for middels til svært høye konduktivitetsnivåer og viser overlegen motstand mot forurensning på grunn av deres berøringsfrie måleprinsipp.
Shanghai Boqu Instrument Co., Ltd. har vært forpliktet til vannkvalitetsovervåking i 18 år, og har produsert vannkvalitetssensorer av høy kvalitet som har blitt distribuert til over 100 land over hele verden. Selskapet tilbyr følgende tre typer konduktivitetssensorer:
DDG - 0,01 - / - 1,0/0,1
Måling av lav konduktivitet i 2-elektrodesensorer
Typiske bruksområder: vanntilberedning, legemidler (vann til injeksjon), mat og drikke (vannregulering og -tilberedning), etc.
EC-A401
Måling av høy konduktivitet i sensorer med 4 elektroder
Typiske bruksområder: CIP/SIP-prosesser, kjemiske prosesser, avløpsrensing, papirindustrien (kontroll av matlaging og bleking), næringsmiddelindustrien (overvåking av faseseparasjon).
IEC-DNPA
Induktiv elektrodesensor, motstandsdyktig mot sterk kjemisk korrosjon
Typiske bruksområder: Kjemiske prosesser, papirmasse og papir, sukkerproduksjon, avløpsrensing.
Viktige applikasjonsfelt
Konduktivitetssensorer er blant de mest brukte instrumentene innen vannkvalitetsovervåking, og gir kritiske data på tvers av en rekke sektorer.
1. Overvåking av vannkvalitet og miljøvern
- Overvåking av elver, innsjøer og hav: Brukes til å vurdere den generelle vannkvaliteten og oppdage forurensning fra kloakkutslipp eller inntrenging av sjøvann.
- Måling av saltinnhold: Essensielt i oseanografisk forskning og akvakulturforvaltning for å opprettholde optimale forhold.
2. Industriell prosesskontroll
- Produksjon av ultrarent vann (f.eks. i halvleder- og farmasøytisk industri): Muliggjør sanntidsovervåking av renseprosesser for å sikre samsvar med strenge vannkvalitetsstandarder.
- Kjelevannssystemer: Forenkler kontroll av vannkvaliteten for å minimere avleiringer og korrosjon, og forbedrer dermed systemets effektivitet og levetid.
- Sirkulasjonssystemer for kjølevann: Muliggjør overvåking av vannkonsentrasjonsforhold for å optimalisere kjemisk dosering og regulere avløpsvann.
3. Drikkevann og avløpsrensing
- Sporer variasjoner i råvannskvaliteten for å støtte effektiv behandlingsplanlegging.
- Bistår i å kontrollere kjemiske prosesser under avløpsrensing for å sikre samsvar med forskrifter og driftseffektivitet.
4. Jordbruk og akvakultur
- Overvåker vanningsvannets kvalitet for å redusere risikoen for saltinnhold i jorden.
- Regulerer saltinnhold i akvakultursystemer for å opprettholde et optimalt miljø for akvatiske arter.
5. Vitenskapelig forskning og laboratorieapplikasjoner
- Støtter eksperimentell analyse innen disipliner som kjemi, biologi og miljøvitenskap gjennom presise konduktivitetsmålinger.
Publisert: 29. september 2025