سنسور رسانایی در آب چیست؟

رسانایی یک پارامتر تحلیلی پرکاربرد در کاربردهای مختلف، از جمله ارزیابی خلوص آب، نظارت بر اسمز معکوس، اعتبارسنجی فرآیند تمیز کردن، کنترل فرآیندهای شیمیایی و مدیریت فاضلاب صنعتی است.

حسگر رسانایی برای محیط‌های آبی، دستگاهی الکترونیکی است که برای اندازه‌گیری رسانایی الکتریکی آب طراحی شده است.

در اصل، آب خالص رسانایی الکتریکی ناچیزی از خود نشان می‌دهد. رسانایی الکتریکی آب در درجه اول به غلظت مواد یونیزه شده محلول در آن بستگی دارد - یعنی ذرات باردار مانند کاتیون‌ها و آنیون‌ها. این یون‌ها از منابعی مانند نمک‌های معمولی (مثلاً یون‌های سدیم Na⁺ و یون‌های کلرید Cl⁻)، مواد معدنی (مثلاً یون‌های کلسیم Ca²⁺ و یون‌های منیزیم Mg²⁺)، اسیدها و بازها سرچشمه می‌گیرند.

با اندازه‌گیری رسانایی الکتریکی، این حسگر ارزیابی غیرمستقیمی از پارامترهایی مانند کل جامدات محلول (TDS)، شوری یا میزان آلودگی یونی در آب ارائه می‌دهد. مقادیر رسانایی بالاتر نشان‌دهنده غلظت بیشتر یون‌های محلول و در نتیجه، کاهش خلوص آب است.

اصل کار

اصل عملکرد اساسی یک حسگر رسانایی بر اساس قانون اهم است.

اجزای کلیدی: حسگرهای رسانایی معمولاً از پیکربندی‌های دو الکترودی یا چهار الکترودی استفاده می‌کنند.
۱. اعمال ولتاژ: یک ولتاژ متناوب به یک جفت الکترود (الکترودهای محرک) اعمال می‌شود.
۲. مهاجرت یون‌ها: تحت تأثیر میدان الکتریکی، یون‌های موجود در محلول به سمت الکترودهای با بار مخالف مهاجرت می‌کنند و جریان الکتریکی تولید می‌کنند.
۳. اندازه‌گیری جریان: جریان حاصل توسط حسگر اندازه‌گیری می‌شود.
۴. محاسبه رسانایی: با استفاده از ولتاژ اعمالی معلوم و جریان اندازه‌گیری شده، سیستم مقاومت الکتریکی نمونه را تعیین می‌کند. سپس رسانایی بر اساس مشخصات هندسی حسگر (مساحت الکترود و فاصله بین الکترودها) محاسبه می‌شود. رابطه اساسی به صورت زیر بیان می‌شود:
رسانایی (G) = 1 / مقاومت (R)

برای به حداقل رساندن خطاهای اندازه‌گیری ناشی از قطبش الکترود (به دلیل واکنش‌های الکتروشیمیایی در سطح الکترود) و اثرات خازنی، حسگرهای رسانایی مدرن از تحریک جریان متناوب (AC) استفاده می‌کنند.

انواع حسگرهای رسانایی

سه نوع اصلی از حسگرهای رسانایی وجود دارد:
• حسگرهای دو الکترودی برای آب با خلوص بالا و اندازه گیری با رسانایی کم مناسب هستند.
حسگرهای چهار الکترودی برای محدوده‌های رسانایی متوسط ​​تا زیاد به کار می‌روند و در مقایسه با حسگرهای دو الکترودی، مقاومت بیشتری در برابر رسوب‌گذاری ارائه می‌دهند.
• حسگرهای رسانایی القایی (حلقوی یا بدون الکترود) برای سطوح رسانایی متوسط ​​تا بسیار بالا استفاده می‌شوند و به دلیل اصل اندازه‌گیری غیرتماسی خود، مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر آلودگی نشان می‌دهند.

شرکت ابزار دقیق شانگهای بوکو (Shanghai Boqu Instrument Co., Ltd.) به مدت ۱۸ سال در زمینه نظارت بر کیفیت آب فعالیت داشته و حسگرهای کیفیت آب با کیفیت بالا تولید می‌کند که در بیش از ۱۰۰ کشور در سراسر جهان توزیع شده‌اند. این شرکت سه نوع حسگر رسانایی زیر را ارائه می‌دهد:

DDG - 0.01 - / - 1.0/0.1
اندازه‌گیری رسانایی کم در حسگرهای دو الکترودی
کاربردهای معمول: آماده‌سازی آب، داروسازی (آب برای تزریق)، غذا و نوشیدنی (تنظیم و آماده‌سازی آب) و غیره

EC-A401
اندازه‌گیری رسانایی بالا در حسگرهای ۴ الکترودی
کاربردهای معمول: فرآیندهای CIP/SIP، فرآیندهای شیمیایی، تصفیه فاضلاب، صنعت کاغذ (کنترل پخت و پز و سفید کردن)، مواد غذایی و آشامیدنی (نظارت بر جداسازی فاز).

IEC-DNPA
حسگر الکترود القایی، مقاوم در برابر خوردگی شیمیایی قوی
کاربردهای معمول: فرآیندهای شیمیایی، خمیر و کاغذ، تولید شکر، تصفیه فاضلاب.

زمینه‌های کاربردی کلیدی

حسگرهای رسانایی از جمله پرکاربردترین ابزارها در پایش کیفیت آب هستند که داده‌های حیاتی را در طیف وسیعی از بخش‌ها ارائه می‌دهند.

۱. پایش کیفیت آب و حفاظت از محیط زیست
- پایش رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها: برای ارزیابی کیفیت کلی آب و تشخیص آلودگی ناشی از تخلیه فاضلاب یا نفوذ آب دریا استفاده می‌شود.
اندازه‌گیری شوری: در تحقیقات اقیانوس‌شناسی و مدیریت آبزی‌پروری برای حفظ شرایط بهینه ضروری است.

۲. کنترل فرآیند صنعتی
- تولید آب فوق خالص (به عنوان مثال، در صنایع نیمه‌هادی و داروسازی): امکان نظارت بر فرآیندهای تصفیه را در زمان واقعی فراهم می‌کند تا از رعایت استانداردهای سختگیرانه کیفیت آب اطمینان حاصل شود.
- سیستم‌های آب تغذیه دیگ بخار: کنترل کیفیت آب را برای به حداقل رساندن رسوب‌گذاری و خوردگی تسهیل می‌کند و در نتیجه راندمان و طول عمر سیستم را افزایش می‌دهد.
- سیستم‌های گردش آب خنک‌کننده: امکان نظارت بر نسبت غلظت آب را برای بهینه‌سازی دوز مواد شیمیایی و تنظیم تخلیه فاضلاب فراهم می‌کند.

۳. تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب
- تغییرات کیفیت آب خام را برای پشتیبانی از برنامه‌ریزی مؤثر تصفیه، پیگیری می‌کند.
- در کنترل فرآیندهای شیمیایی در طول تصفیه فاضلاب کمک می‌کند تا از رعایت مقررات و کارایی عملیاتی اطمینان حاصل شود.

۴. کشاورزی و آبزی‌پروری
- کیفیت آب آبیاری را برای کاهش خطر شور شدن خاک بررسی می‌کند.
- تنظیم سطح شوری در سیستم‌های آبزی‌پروری برای حفظ محیط بهینه برای گونه‌های آبزی.

۵. تحقیقات علمی و کاربردهای آزمایشگاهی
- از طریق اندازه‌گیری‌های دقیق رسانایی، از تجزیه و تحلیل تجربی در رشته‌هایی مانند شیمی، زیست‌شناسی و علوم محیطی پشتیبانی می‌کند.

پیام خود را اینجا بنویسید و برای ما ارسال کنید

زمان ارسال: ۲۹ سپتامبر ۲۰۲۵