การวัดค่าการนำไฟฟ้า - คู่มือทฤษฎี

การวัดค่าการนำไฟฟ้านั้นมีใช้กันมากว่า 100 ปีแล้ว และยังคงเป็นพารามิเตอร์ในการวิเคราะห์ที่สำคัญ และมีการใช้งานกันแพร่หลายในปัจจุบัน ความไว้วางใจได้สูง ความไว การตอบสนองที่รวดเร็ว และต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำของอุปกรณ์ ทำให้การวัดค่าการนำไฟฟ้าเป็นเครื่องมือที่คุ้มค่าและใช้งานง่ายสำหรับงานควบคุมคุณภาพ ค่าการนำไฟฟ้าเป็นพารามิเตอร์รวมแบบไม่เจาะจงของกลุ่มไอออนละลายน้ำทั้งหมด (เกลือ กรด ด่าง และสารอินทรีย์บางอย่าง) ในสารละลาย นี่หมายความว่าเทคนิคนี้ไม่สามารถแยกแยะไอออนชนิดต่างๆ กัน ค่าที่ได้คิดเป็นสัดส่วนตามผลกระทบของไอออนทั้งหมดในตัวอย่างรวมกัน ดังนั้นจึงเป็นเครื่องมือที่สำคัญในการตรวจสอบและติดตามน้ำประเภทต่าง ๆ (น้ำบริสุทธิ์ น้ำดื่ม น้ำธรรมชาติ น้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิต ฯลฯ) และสารละลายอื่น ๆ และยังใช้ในการวัดค่าความเข้มข้นของสารเคมีนำไฟฟ้า

... อ่านเพิ่มเติมใน คู่มือทฤษฎีการนำไฟฟ้า ....

2.1 การนำไฟฟ้า – ข้อมูลเบื้องต้น

การนำไฟฟ้าเป็นความสามารถของวัสดุในการนำกระแสไฟฟ้า คำว่าการนำ (conductivity) ยังใช้ในบริบทแวดล้อมอื่น (เช่น การนำความร้อน) เพื่อความเข้าใจได้ คำว่า “conductivity” (การนำ) ในคู่มือนี้ใช้หมายถึงการนำไฟฟ้าเสมอ

การถ่ายเทกระแสไฟฟ้าผ่านทางสสาร ต้องอาศัยอนุภาคที่มีประจุเสมอ ตัวนำไฟฟ้าสามารถแยกประเภทเป็นสองกลุ่มใหญ่ ขึ้นกับลักษณะทั่วไปของอนุภาคที่มีประจุ ตัวนำไฟฟ้าในกลุ่มแรกประกอบด้วยแลตทิซของอะตอมที่มีเชลล์วงนอกเป็นอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนใน ‘กลุ่มหมอกอิเล็กตรอน’ นี้สามารถแยกอกจากอะตอมได้อย่างอิสระ และถ่ายเทกระแสไฟฟ้าผ่านทางแลตทิซ ดังนั้นผ่านทาง
วัสดุด้วย เหล็ก กราไฟต์ และสารประกอบทางเคมีบางชนิดอยู่ในกลุ่มนี้

ตัวนำไฟฟ้าในกลุ่มที่สองเรียกชื่อว่าตัวนำไอออน แตกต่างจากตัวนำไฟฟ้ากลุ่มแรกคือ กระแสที่ไหลไม่ได้เกิดจากอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อย่างอิสระ แต่เกิดจากไอออน ดังนั้น การถ่ายเทประจุในอิเล็กโทรไลต์เชื่อมโยงกับการถ่ายเทสสารเสมอ ตัวนำไฟฟ้าในกลุ่มที่สองประกอบด้วยไอออนที่มีประจุไฟฟ้าและเคลื่อนที่ได้ เรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ การสร้างไอออนเกิดขึ้น

2.2 คำนิยามของการนำไฟฟ้า


ตามกฎของโอห์ม (1) แรงดันไฟฟ้า (V) ที่สร้างขึ้นทั่วสารละลายเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน (I):

R = ความต้านทาน (โอห์ม, Ω)

V = แรงดันไฟฟ้า (โวลต์, V)

I = กระแสไฟฟ้า (แอมแปร์, A)

ความต้านทาน (R) เป็นค่าคงที่ของความได้สัดส่วน และคำนวณโดยกระแสที่ไหลผ่านที่วัดได้ หากใช้ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ทราบค่า:

.. อ่านเพิ่มเติมใน คู่มือทฤษฎีการนำไฟฟ้า ..

2.1 การนำไฟฟ้า – ข้อมูลเบื้องต้น

2.2 คำนิยามของการนำไฟฟ้า

2.3  การนำไฟฟ้าของสารละลาย

2.3.1 ไอออนละลายน้ำ

2.3.2 การแตกตัวเป็นไอออนด้วยตัวเองของน้ำ

2.4 หลักการวัดค่า

2.5 เซ็นเซอร์วัดค่าการนำไฟฟ้า

2.5.1  เซลล์การนำไฟฟ้า 2 ขั้ว

2.5.2 เซลล์การนำไฟฟ้า 4 ขั้ว

2.5.3 วัสดุ

2.5.4 การเลือกเซ็นเซอร์ที่เหมาะสม

2.6  ผลกระทบของอุณหภูมิ

2.6.1 การแก้ไขอุณหภูมิเชิงเส้น

2.6.2 การแก้ไขที่ไม่เป็นเชิงเส้น

2.6.3 น้ำบริสุทธิ์

2.6.4 ไม่มี

2.7 การรบกวนของการวัดค่าการนำไฟฟ้า

2.7.1 การละลายของสารชนิดก๊าซ

2.7.2 ฟองอากาศ

2.7.3 การเคลือบผิวอิเล็กโทรด

2.7.4 ข้อผิดพลาดเกี่ยวกับลักษณะทางเรขาคณิต – ฟิลด์เอฟเฟค

การนำไฟฟ้าวัดค่าในช่วงค่าที่หลากหลายของการใช้งานแตกต่างกัน ส่วนที่สองของคู่มือนี้ให้ความรู้เกี่ยวกับการใช้งานจำนวนมาก ส่วนแรกอธิบายถึงโหมดการปฏิบัติงานทั่วไปของการสอบเทียบ การตรวจสอบ และการวัดค่าการนำไฟฟ้า รวมถึงกรณีพิเศษของการวัดค่าการนำไฟฟ้าระดับต่ำ นอกจากนี้ ยังกล่าวถึงการดูแลรักษาและการจัดเก็บเซ็นเซอร์วัดค่าการนำไฟฟ้าด้วย ในบทต่อๆ ไป จะอธิบายถึงการประยุกต์ใช้งานสำคัญๆ ในรายละเอียด

เครื่องมือวัดค่าการนำไฟฟ้าทั้งหมดจาก METTLER TOLEDO ให้โหมดการวัดค่าเพิ่มเติมอื่นนอกเหนือจากการวัดค่าการนำไฟฟ้า ตารางที่ 7 ให้ภาพรวมของโหมดการวัดค่าที่เครื่องมือวัดสามารถกระทำได้ TDS, ความเค็ม, ค่าการนำไฟฟ้า Ash และการวัดค่าไบโอเอธานอล อธิบายไว้อย่างละเอียดในส่วนที่ 3.6

.. อ่านเพิ่มเติมในคู่มือทฤษฎีการนำไฟฟ้า ..

3.1 การสอบเทียบและการตรวจสอบ

3.2 เคล็ดลับการใช้สารละลายมาตรฐาน

3.3 การวัดค่า

3.4 การวัดค่าการนำไฟฟ้าระดับต่ำ

3.5 การดูแลรักษาและการจัดเก็บ

3.6 การใช้งานแบบเฉพาะ

3.6.1 TDS

3.6.2 การวัดค่าความเข้มข้น

3.6.3 ความเค็ม

3.6.4 น้ำบริสุทธิ์สูง

3.6.5 การต้านทานไฟฟ้า

3.6.6 การนำไฟฟ้า Ash

3.6.7 ไบโอเอธานอล

ฉันจะเลือกเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมได้อย่างไร?

การตรวจสอบเงื่อนไขสามข้อต่อไปนี้จะช่วยให้คุณสามารถเลือกเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมได้

1. ความเสถียรทางเคมี:

• ต้องไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างวัสดุของเซ็นเซอร์กับตัวอย่าง

2. ชนิดของโครงสร้าง:

• เซ็นเซอร์ 2 ขั้ว: เหมาะสำหรับการวัดค่าการนำไฟฟ้าระดับต่ำ
• เซ็นเซอร์ 4 ขั้ว: เหมาะสำหรับการวัดค่าการนำไฟฟ้าระดับกลางถึงสูง

3. ค่าคงที่ของเซลล์:

• ใช้เซ็นเซอร์ที่มีค่าคงที่ของเซลล์ต่ำ (0.01–0.1 cm-1) สำหรับการวัดค่าการนำไฟฟ้าระดับต่ำ
  และเซ็นเซอร์ที่มีค่าคงที่ของเซลล์สูง (0.5–1.0 cm-1) สำหรับการวัดค่าการนำไฟฟ้าระดับปานกลางถึงสูง

... อ่านเพิ่มเติมใน คู่มือทฤษฎีการนำไฟฟ้า ....

ค้นหาเซ็นเซอร์วัดค่าการนำไฟฟ้าที่เหมาะสมได้ในคู่มือผลิตภัณฑ์เซ็นเซอร์ของเรา

ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC):  การไหลของประจุไฟฟ้าซึ่งมีทิศทางไหลไปและกลับอยู่ตลอดเวลา

ไอออนลบ:                               ไอออนที่มีประจุลบ

การสอบเทียบ:                       การพิจารณาค่าคงที่ของเซลล์โดยใช้การทดลองวัดค่าสารละลายมาตรฐาน

ไอออนบวก:                              ไอออนที่มีประจุบวก

ค่าคงที่ของเซลล์ K [cm-1]:    ภาคทฤษฎี: K = l / A; อัตราส่วนของความแตกต่างระหว่างอิเล็กโทรด (l) กับพื้นที่หน้าตัดที่มีผล
                                         ของอิเล็กโทรไลต์ระหว่างขั้ว (A)
                                        ค่าคงที่ของเซลล์ใช้เพื่อแปลงความสามารถในการนำไฟฟ้าเป็นค่าการนำไฟฟ้า และวัดค่าโดยการสอบเทียบ
                                        ความแตกต่างระหว่างค่าคงที่ของเซลล์ในภาคทฤษฎีและค่าคงที่ตามจริงมาจากจำนวนเส้นแรงไฟฟ้า

ความสามารถในการนำไฟฟ้า G [S]:        ความสามารถของวัสดุในการนำไฟฟ้า

... อ่านเพิ่มเติมใน คู่มือทฤษฎีการนำไฟฟ้า ....

 

... อ่านเพิ่มเติมใน คู่มือทฤษฎีการนำไฟฟ้า ....

6.1 แฟกเตอร์แก้ไขค่าอุณหภูมิ f₂₅ สำหรับการแก้ไขที่ไม่เป็นเชิงเส้น

6.2 ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ (α-values) สำหรับมาตรฐานการนำไฟฟ้าของ METTLER TOLEDO

6.3 การนำไฟฟ้าไปยังแฟกเตอร์การแปลง TDS