Guide om konduktivitetsmätning

Elektrisk konduktivitet har mätts i praktiken i över 100 år och än idag är det fortfarande en viktig och mycket använd analytisk parameter. Den höga pålitligheten, känsligheten, snabba svaret och den relativt låga kostnaden för utrustningen gör konduktivitet till ett värdefullt och lättanvänt verktyg för kvalitetskontroll. Elektrisk konduktivitet är en icke-specifik parameter för sammanlagda upplösta joniska arter (salter, syror, baser och vissa organiska ämnen) i en lösning. Detta innebär att denna teknik inte kan skilja mellan olika typer av joner. Avläsningen är proportionell med den kombinerade effekten av alla joner i provet. Därför är det ett viktigt verktyg för att övervaka en bred mängd av olika vattentyper (rent vatten, dricksvatten, naturligt vatten, processvatten osv) och andra lösningsmedel. Det använder även koncentrationen av konduktiva kemikalier.

... läs mer i den teoretiska guiden till konduktivitetsmätning ....

2.1 Elektrisk konduktivitet – grundläggande information

Elektrisk konduktivitet är ett materials förmåga att bära en elektrisk ström. Termen konduktivitet kan också användas i andra sammanhang (t.ex. termisk konduktivitet). För enkelhetens skull används termen konduktivitet i denna guide i betydelsen elektrisk konduktivitet.

Transporten av elektricitet genom materia kräver alltid att det finns laddade partiklar. Ledare kan klassificeras i två huvudgrupper baserat på den laddade partikelns natur. Ledare i den första gruppen består av ett atomgitter med ett yttre skal av elektroner. Elektronerna i detta ”elektronmoln” kan frigöra sig fritt från sin atom och transportera elektricitet genom gittret och därmed även genom
materialet. Metaller, grafit och en del andra kemiska sammansättningar tillhör denna grupp.

Ledarna i den andra gruppen är så kallade jonledare. Till skillnad från ledarna i den första gruppen orsakas inte strömflödet av elektroner i fri rörelse utan av joner. Därför är laddningsöverföringen av elektrolyter alltid kopplad till transport av materia. Ledare i den andra gruppen består av elektriskt laddade och flyttbara joner och kallas för elektrolyter. Jonisering uppstår genom upplösning i en polar upplösning (som vatten) eller genom smältning.

2.2 Definition av konduktivitet


Enligt Ohms lag (1) är spänningen (V) i en lösning proportionell till den flödande strömmen (I):

R = resistans (ohm, Ω)

V = spänning (volt, V)

I = ström (amper, A)

Resistansen (R) är en konstant för proportionen och kan beräknas med det uppmätta strömflödet om en känd spänning appliceras:

... läs mer i den teoretiska guiden till konduktivitetsmätning ....

2.1 Elektrisk konduktivitet – grundläggande information

2.2 Definition av konduktivitet

2.3  Konduktivitet för lösningar

2.3.1 Upplösta joner

2.3.2 Självjonisering av vatten

2.4 Mätprincip

2.5 Konduktivitetsgivare

2.5.1  2-polig konduktivitetscell

2.5.2 4-polig konduktivitetscell

2.5.3 Material

2.5.4 Välja rätt givare

2.6  Temperatureffekter

2.6.1 Linjär temperaturkorrigering

2.6.2 Ej linjär korrigering

2.6.3 Rent vatten

2.6.4 Ingen

2.7 Störning av konduktivitetsmätning

2.7.1 Upplösning av gasformiga ämnen

2.7.2 Luftbubblor

2.7.3 Beläggning av elektrodytan

2.7.4 Geometriskt relaterade fel – fälteffekter

Konduktivitet mäts i en mängd olika applikationer. Den andra delen av denna guide ger massvis med kunskap om olika applikationer. Först ett allmänt driftläge för kalibrering, verifikation och konduktivitetsmätning med en beskrivning som omfattar det särskilda fallet med låg konduktivitetsmätning. Vidare behandlas underhåll och förvaring av konduktivitetsgivare. I följande kapitel beskrivs de viktigaste applikationerna i detalj.

Alla METTLER TOLEDO:s konduktivitetsmätare har ytterligare mätningslägen utöver konduktivitetsmätning. Tabell 7 ger en översikt av mätningslägen som stöds av en mätare. TDS, salinitet, konduktivitetsaska och bioetanolmätningar beskrivs i detalj i avsnitt 3.6.

... läs mer i den teoretiska guiden till konduktivitetsmätning ....

3.1 Kalibrering och verifiering

3.2 Användningstips standardlösningar

3.3 Mätning

3.4 Låg konduktivitetsmätning

3.5 Underhåll och förvaring

3.6 Specifika applikationer

3.6.1 TDS

3.6.2 Koncentrationsmått

3.6.3 Salinitet

3.6.4 Ultrarent vatten

3.6.5 Resistivitet

3.6.6 Konduktivitetsaska

3.6.7 Bioetanol

Hur väljer jag rätt givare/sensor?

Med hjälp av följande tre kriterier kan du välja rätt sensor.

1. Kemikalisk stabilitet:

• Det får inte förekomma någon kemisk reaktion mellan sensormaterialet och provet.

2. Konstruktionstyp:

• 2-polig sensor: Bäst för lågkonduktivitetsmätning
• 4-polig sensor: Bäst för mellan till hög konduktivitetsmätning

3. Cellkonstant:

• Använd en sensor med en låg cellkonstant (0,01–0,1 cm-1) för låg konduktivitetsmätning
  och en sensor med en högre cellkonstant (0,5–1,0 cm-1) för mellan till hög konduktivitetsmätning.

... läs mer i den teoretiska guiden till konduktivitetsmätning ....

Hitta rätt konduktivitetsgivare i vår produktguide

Växelström (AC):  Flöde med elektrisk laddning med periodvis motsatt riktning.

Anjon:                               En negativt laddad jon.

Kalibrering:                       Empirisk fastställning av cellkonstant genom att mäta en standardlösning.

Katjon:                              En positivt laddad jon.

Cellkonstant K [cm-1]:    Teoretisk: K = l / A; Proportionen för avståndet mellan elektroder (l) till det effektiva tvärssnittsområdet
                                         i elektrolyten mellan polerna (A).
                                        Cellkonstant används för att omvandla konduktansen till konduktivitet och fastställs med kalibrering.
                                        Skillnaden mellan den teoretiska och verkliga cellkonstanten orsakas av fältlinjer.

Konduktans G [S]:        Materias förmåga att leda elektricitet.

... läs mer i den teoretiska guiden till konduktivitetsmätning ....

 

... läs mer i den teoretiska guiden till konduktivitetsmätning ....

6.1 Faktorer för temperaturkorrigeringar f₂₅ för icke-linjär korrigering

6.2 Temperaturkoefficienter (α-värden) för METTLER TOLEDO:s konduktivitetsstandarder

6.3 Konduktivitet till TDS omvandlingsfaktorer