Удельная электропроводность и общая минерализация воды
Данный калькулятор вычисляет общую минерализацию воды по ее удельной электропроводности по формуле
,
где
- TDS (total dissolved solids) — общая минерализация воды в мг/л, или ppm
- SC (specific conductance) — измеренная удельная электропроводность воды, обычно в мкСм/см (µS/cm)
- k — коэффициент преобразования. У большинства бытовых измерителей качества воды (TDS meters) он равен 0.5, но это не всегда может быть верно.
Подробнее о связи между удельной электропроводностью и общей минерализацией воды можно прочитать под калькулятором.
Удельная электропроводность и общая минерализация воды
Удельная электропроводность
µS/cm
Коэффициент
Общая минерализация (ppm, мг/л)
Связь между удельной электропроводностью и общей минерализацией воды
Общая минерализация воды это показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ (сюда включаются как неорганические соли, так и органические вещества).
Этот показатель также называют содержанием твёрдых веществ или общим солесодержанием. Общую минерализацию обычно выражают в миллиграммах на литр (мг/л или мг/дм³), либо в миллионных долях (ppm, parts per million). Для слабых растворов эти единицы считаются равными, 1 мг/л = 1 ppm.
Этот показатель характеризует качество воды. Согласно документу Всемирной Организации Здравоохранения, вода с минерализацией меньше 300 мг/л оценивается как отличная, от 300 до 600 мг/л, как хорошая, от 600 до 900 мг/л, как приемлемая, от 900 до 1200 мг/л, как плохая, и больше чем 1200 мг/л — как непригодная для питья1. При этом очень низкие показатели минерализации также делают воду непригодной для питья из-за отсутствия вкуса (дистиллированная вода). Также от минерализация воды зависит продуктивность разведения сельскохозяйственных культур, выращивания скота и домашней птицы.
Стандартным методом для определения общей минерализации воды является гравиметрический метод.
В этом методе профильтрованный (размер пор не более 2мкм) и точно измеренный объем воды выпаривается определенное время при определенной температуре (например, от 1 до 2 часов при температуре 180°C), и затем измеряется сухой остаток. На качество результата влияют различные факторы, такие как размер пор и толщина фильтра, время испарения, объем образца и т.п. Кроме того, при температуре более 100°C органические вещества разлагаются с выделением CO₂, но так как их содержание обычно невелико, этим эффектом пренебрегают. Еще одним методом является химический анализ воды и расчет минерализации через концентрацию ионов.
Все эти методы требуют лабораторных условий и значительного времени, поэтому неудобны для применения там, где нужны быстрые результаты. Для полевых условий используют метод, основанный на установлении зависимости между минерализацией и удельной электропроводностью воды.
Удельной электропроводностью (удельной проводимостью) называют меру способности вещества проводить электрический ток.
В системе СИ удельная электропроводность измеряется в сименсах на метр (См/м) или в Ohm⁻¹·m⁻¹. Сименс — единица проводимости, обратная сопротивлению. Иногда можно встретить устаревшее обозначение mho — перевернутое ohm.
В физическом смысле удельная электропроводность воды это величина, обратная электрическому сопротивлению воды при температуре 25°С, находящейся между двумя электродами с поверхностью 1 см², расстояние между которыми равно 1 см. Чистая вода обладает плохой электропроводностью, около 0.055 μS/cm при 25°С. Соответственно, чем больше в ней растворено ионов, тем больше ее электропроводность. Это и позволяет выразить соотношение между минерализацией и удельной электропроводностью в виде линейного коэффициента.
Основная проблема заключается в том, что этот коэффициент является непостоянным и зависит от того, является ли вода поверхностной или водой из скважины, ионы каких солей в ней преобладают и тому подобное. Например, при исследовании минерализации шахтных вод в Южной Африке коэффициент менялся от 0.
25 до 1.342. Исследования природных источников США давали разброс от 0.54 до 0.96, при этом большинство показателей укладывались в диапазон 0.55 — 0.753. А в южной части Австралии, например, рекомендуется использовать значение 0.644.
Таким образом для применения этого метода требуется либо предварительное вычисление коэффициента преобразования исходя из значения общей минерализации полученной другим методом и значения удельной электропроводности, либо использование коэффициента, рекомендуемого для данного региона. При этом, приводя значение общей минерализации, полученной методом измерения удельной электропроводности, необходимо упоминать используемый коэффициент преобразования.
Стоит сказать несколько слов о TDS-метрах. Как правило, они работают через измерение электропроводности, а результат в ppm показывают используя коэффициент пересчета. Коэффициент пересчета может быть, например, 0.5 (шкала 500) — за основу взят тот факт, что раствор NaCl с концентрацией 500ppm дает удельную электропроводность в 1мС, либо 0.
Guidelines for drinking-water quality, 2nd ed. Vol. 2. Health criteria and other supporting information. World Health Organization, Geneva, 1996. ↩
Establishing a conversion factor between electrical conductivity and total dissolved solids in South African mine waters. Water SA vol.41 n.4 Pretoria Jul. 2015 ↩
Hem. John D. Study and Interpretation of the Chemical Characteristics of Natural Water. USGS Wtr. Sply. Ppr. 1473, Washington, D.C. (2nd ed. 1970). ↩
Water salinity tolerance of different crops and stock ↩
Myron L® Application Bulletin. STANDARD SOLUTIONS AND BUFFERS ↩
Датчики электрической проводимости водных растворов
Датчики электрической проводимости водных растворов
С помощью датчиков электропроводности измеряется способность раствора проводить электрический ток.
Эта способность определяется количеством ионов, содержащихся в растворе, а количество ионов является одним из параметров, который используется для определения количества примесей в жидкости.
Измерение электропроводности – это достаточно простой и одновременно эффективный способ контроля качества воды — очищенная вода, водопроводная вода, растворы NaCl и морская вода одинаковой температуры имеют различную электропроводность.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
В раствор, электрическая проводимость которого измеряется, помещается пара электродов. Переменное напряжение, которое подается на электроды, приводит к перемещению содержащихся в растворе ионов, что создает электрический ток i. Существует две схемы измерения падения напряжения: 2-электродная и 4-электродная.
В первом случае падение напряжения Uвых измеряется между токовыми электродами, а в 4-электродной схеме для измерений используют дополнительную пару потенциальных электродов.
Падение напряжения Uвых является индикатором проводимости раствора.
Электропроводность σ определяется как величина, обратная сопротивлению в заданной ячейке. Ячейкой называют объем, ограниченный токовыми электродами, которые имеют площадь S и удалены друг от друга на расстояние d. Значения S и d определяются геометрией датчика, поэтому являются неизменными и выражаются через константу ячейки k:
k = d / S – константа ячейки, см-1. Таким образом, удельная проводимость вычисляется по формуле mσ = k / R или σ = (k * i) / Uвых, где переменной является напряжение Uвых
Проводимость определяется как концентрацией ионов, содержащихся в растворе, так и их мобильностью. Оба эти параметра зависят от температуры раствора, поэтому измерение электрической проводимости должно проводиться совместно с контролем температуры жидкости.
Поскольку и концентрация ионов, и их мобильность зависят от температуры раствора, при измерении проводимости необходимо контролировать температуру.
СТРУКТУРА ДАТЧИКА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ
Чувствительный элемент состоит из двух пар электродов и датчика температуры — термосопротивления Pt1000.
СЕРИИ ДАТЧИКОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ
Компания IST выпускает три серии датчиков проводимости — LFS1305, LFS1505 и LFS1710, которые различаются по величине константы ячейки датчика.
До 2017 года для серий LFS1505 и LFS1710 использовались обозначения LFS155 и LFS117 соответственно. Датчики со «старыми» обозначениями не имеют никаких конструктивных отличий по сравнению с датчиками с «новыми» обозначениями
Характеристики серий датчиков электрической проводимости приведены в таблице.
| Серия LFS1305 | Серия LFS1505 | Серия LFS1170 | |
| Диапазон измерения проводимости | От 0,1 до 200 мСм/см | От 0,1 до 200 мСм/см (может быть расширен) | От 0,2 до 200 мСм/см |
| Константа ячейки k | 0,86 см-1 | 0,68 см-1 | 0,44 см-1 |
| Рекомендуемая частота опроса датчика | От 100 Гц до 10 кГц | От 50 Гц до 3 кГц | |
| Рекомендуемое входное напряжение | Переменное напряжение синусоидальной или симметричной прямоугольной формы с амплитудой Vpp = 0,7 В | ||
| Размер датчика | 12,9 × 5,5 × 0,65 мм / 1,2 мм | 14,9 × 5,5 × 0,65 мм / 1,2 мм | 16,9 × 9,9 × 0,65 мм / 1,2 мм |
| Датчик температуры | Платиновый термометр сопротивления Pt1000 с температурным коэффициентом 3850 ppm/K и с классом допуска B или С | ||
| Диапазон рабочих температур | от -20 до +100 °C | ||
Наличие на складе
СТОИМОСТЬ ДАТЧИКОВ
Розничные цены действуют при покупке датчиков в количестве до 10 штук.
Вы можете рассчитывать на существенное снижение цены при заказе оптовых количеств, например при заказе от 100 шт. цена датчика электропроводности снизится на 25% относительно розничной.
ДОСТУПНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ ДАТЧИКОВ
Датчики каждой серии выпускаются в различных вариантах, которые отличаются между собой длиной и типом выводов, а также классом допуска встроенного термосопротивления.
По запросу также выпускаются датчики в дополнительном пластмассовом корпусе.
Для расшифровки обозначений датчиков электрической проводимости можно использовать следующую схему:
| LFS1K0 — датчик электрической проводимости со встроенным термосопротивлением типа Pt1000 | |||||
| 1305 — серия LFS1305 — константа ячейки 0,86 см-1 1505 (ранее 155) — серия LFS1505 — константа ячейки 0,68 см-1 1710 (ранее 117) — серия LFS1710 — константа ячейки 0,44 см-1 |
|||||
| 2I — изолированные выводы (Cu/Ag, PTFE insulated, AWG 30) 6W — неизолированные выводы (Pt/Ni wires, Ø 0.  |
|||||
| B — класс допуска встроенного термосопротивления — class B (F0.3) С — класс допуска встроенного термосопротивления — class С (F0.6) |
|||||
| 070 — длина выводов в мм | |||||
| 6 — количество выводов | |||||
| LFS1K0. | 1505. | 2I. | B. | 070 | -6 |
ДОКУМЕНТАЦИЯ
Документация на датчики электрической проводимости доступна на сайте производителя.
Как измеряется проводимость? | Atlas Scientific
Проводимость измеряется с помощью измерителя проводимости и зонда. Напряжение подается между двумя электродами внутри датчика проводимости, когда датчик погружается в образец воды. Сопротивление воды вызывает падение напряжения, которое используется для расчета проводимости.
Проводимость измеряет способность раствора (обычно воды) пропускать электрический ток. На электрические токи в воде влияет количество неорганических растворенных твердых веществ, несущих ионный заряд.
На проводимость также влияет температура раствора; чем теплее вода, тем выше проводимость. Поскольку температура влияет на измерения электропроводности, электропроводность указывается при 25 градусах Цельсия (25 °C).
Что влияет на проводимость? В ручьях и реках проводимость зависит от геологии местности, через которую протекает вода. Например, поверхностная (ручьевая) вода, протекающая через гранитную породу, обычно имеет более низкий уровень проводимости, поскольку гранит состоит из инертных материалов, которые не растворяются в ионных компонентах при растворении в воде.
С другой стороны, вода, протекающая через глинистую почву, улавливает ионизированные компоненты, повышающие электропроводность.
В зависимости от породы, через которую протекает вода, приток грунтовых вод также может влиять на проводимость.
Человеческий фактор, такой как неисправная канализационная система, может увеличить электропроводность из-за выбросов (хлоридов, фосфатов и нитратов), попадающих в воду. С другой стороны, если разлив нефти попадет в воду, это снизит проводимость.
Единицы проводимостиЭлектропроводность измеряется в сименсах (См) на расстояние (микросименсы на сантиметр (мкс/см)) или микросименсы на сантиметр (мкмос/см).
Типичные уровни электропроводности включают следующие:
- Дистиллированная вода: 0,5-3 µmhos/см
- Реки: 50-1500 µmhos/см
- Внутренние пресные воды: 150-500 µmhos/см
- Промышленная вода: до 10 000 µmhos/см
Уровни проводимости за пределами указанных выше диапазонов могут указывать на плохое качество воды.
Электропроводность является важным измерением качества воды в ручьях, и те, которые имеют относительно постоянный уровень проводимости, могут использоваться в качестве базовой линии для сравнения широкого диапазона измерений электропроводности.
Таким образом, большие колебания электропроводности можно использовать в качестве индикатора того, что источник загрязнения воды, такой как сброс, попал в реку.
Для получения точных результатов электропроводность измеряется с помощью Кондуктометр и зонд. Напряжение подается между двумя электродами внутри зонда проводимости, когда зонд погружен в пробу воды.
Сопротивление воды вызывает падение напряжения, которое используется для расчета электропроводности. Затем измеритель электропроводности преобразует показания зонда в мкмоль/см, отображая результат проводимости для оператора.
Некоторые кондуктометры также могут измерять соленость и общее содержание растворенных твердых веществ (TDS) в воде.
Измерители проводимости можно использовать в полевых условиях или в лаборатории, поскольку они бывают как настольными, так и портативными. Однако пробы воды обычно берут в полевых условиях и тестируют в лаборатории. Когда пробы воды отбираются в полевых условиях и транспортируются в лабораторию, бутылки следует собирать в стеклянную или полиэтиленовую бутыль, тщательно промытую не содержащим фосфатов моющим средством и ополаскивающую как водопроводной, так и дистиллированной водой, чтобы измерение электропроводности не влияет.
Если необходимы испытания в полевых условиях, существуют измерители проводимости, специально предназначенные для использования в полевых условиях. Существуют также измерители проводимости, предназначенные для промышленного применения.
Снижение уровня проводимости в воде Высокая проводимость связана с общим количеством ионов в воде, поэтому для снижения уровня проводимости в воде необходимо удалить все растворенные твердые вещества (TDS).
Вы можете уменьшить TDS, понизив проводимость с помощью обратного осмоса, дистилляции или нейтрализации с помощью ионообменника.
Измерения электропроводности обычно очень просты, но ошибки все же случаются. Поэтому важно ознакомиться со следующими соображениями:
Всегда выбирайте датчик электропроводности, подходящий для ваших нужд тестирования.
Понимать и предвидеть, как температура влияет на измерения электропроводности.
Не забудьте также использовать функцию температурной компенсации (TC) для расчета и отображения правильного измерения электропроводности при выбранной эталонной температуре. Если TC не включен, измерение проводимости будет отображаться при текущей температуре, а не при эталонной температуре.
Всегда давайте кондуктометру время, чтобы уравновеситься до той же температуры, что и проба воды. Чтобы получить точные результаты, перед измерением электропроводности необходимо достичь температурного равновесия.
Калибровки константы ячейки датчика проводимости по одной точке достаточно для получения точных показаний проводимости. Однако, если образец находится в большом диапазоне уровней проводимости, можно использовать многоточечную калибровку.
Избегайте установки низких стандартов калибровки, так как их сложнее использовать и они легко загрязняются. По этой причине рекомендуется калибровка при 100 мкСм/см или выше.
При работе с пробами воды с низкой электропроводностью соблюдайте особую осторожность при обращении с ними, так как это может повлиять на точность показаний пробы. Это связано с тем, что образцы воды с низким уровнем проводимости легко подвержены загрязнению, дегазации и поглощению углекислого газа (CO2).
Наконец, храните кондуктометр должным образом, следуя указаниям по хранению и техническому обслуживанию, приведенным в инструкциях производителя.
Электропроводность Как уже упоминалось, проводимость используется для измерения количества проводящих ионов в растворе.
Измерение электропроводности зависит от многих отраслей промышленности и приложений, в том числе:
- Водоподготовка и промышленное применение (питьевая вода и сточные воды)
- Больничное оборудование
- Котловая вода
- Приготовление напитков, таких как пиво и вино
- Природные воды
- Применение в аквакультуре
- Экологические приложения
- Сельскохозяйственное применение
- Применение в гидропонике
- Океанографы, измеряющие морскую воду
Эти типы измерений проводимости часто не зависят от ионов, но их часто можно использовать для определения TDS в воде, если известны состав раствора и проводимость.
Для отраслей промышленности, которые измеряют электропроводность для определения чистоты воды, могут потребоваться дополнительные тесты чистоты, поскольку эти типы образцов плохо реагируют на непроводящие загрязняющие вещества.
Резюме Электропроводность измеряется для определения количества растворенных ионов в пробе, обычно в воде, и поэтому проводимость имеет большое значение при измерении качества воды.
Самый точный способ измерения электропроводности – это измеритель электропроводности с зондом.
Если у вас есть какие-либо вопросы относительно проводимости или о том, какой датчик проводимости лучше всего подходит для ваших нужд тестирования, не стесняйтесь обращаться к нашей команде мирового класса в Atlas Scientific.
Датчики проводимости и схемы
Что такое электропроводность? Метод измерения электропроводности воды
Помимо рН, электропроводность также является одним из важных показателей. при тестировании окружения. Для каждой среды показатель проводимости будет разным. Следующая статья поможет вам лучше понять эту концепцию и то, как правильно измерять электропроводность воды.
Что такое электропроводность?
Проводимость в растворе — это способность этого раствора проводить электричество на определенное расстояние, единицей проводимости является Сименс/см.
В растворе вещества с сильными электролитами будут более проводящими, например, соли NaCl. Именно эти ионы Na+, Cl- делают раствор высокопроводящим.
В растворе вещества с сильными электролитами будут более проводящими, например, соли NaCl. Именно эти ионы Na+, Cl- делают раствор высокопроводящим.
Это параметр, представляющий уровень пропускания тока, который также является способностью вещества проводить электричество. Это зависит от заряженных частиц, также известных как ионы. Эти ионы могут нести отрицательный (-) или положительный (+) заряд.
Какова электропроводность воды?
Электропроводность воды – это способность воды проводить электрический ток. Эта величина измеряется в мкСм/см и мСм/см. Электропроводность EC имеет прямую и тесную связь с общим TDS растворенных твердых веществ в воде. Соли при растворении в воде образуют ионы с отрицательным (-) или положительным (+) зарядом, что влияет на электропроводность воды.
Зачем измерять электропроводность в воде
Измерение электропроводности воды поможет нам:
Определяет общее количество растворенных твердых веществ TDS, также известное как минерализация.
TDS также косвенно помогает контролировать жесткость, мутность (или чистоту воды).
Контроль качества воды, а также ее аномальных отклонений для определения типа и количества химических реагентов или веществ Необходимая обработка для восстановления, регулировки и обеспечения нормальных условий источника воды в соответствии с пожеланиями и потребностями.
Измерение EC также помогает обнаруживать утечки в системе водоснабжения, помогая контролировать и тестировать качество воды.
Кроме того, эта величина косвенно помогает определить качество воздуха (чистоту воздуха) путем измерения. ЕС в дождевой воде.
Типы источников воды, подлежащих проверке на электропроводность
– Источники воды, требующие регулярной проверки ЕС: питьевая вода, хозяйственно-бытовая вода, вода в прудах и прудах для разведения креветок и рыбы,
– Деятельность, требующая регулярного измерения электропроводности воды, – это производство и очистка воды и сточных вод
– В некоторых отраслях также необходимо измерять электропроводность воды: химические вещества,…
– Концентрация и количество зарядов: электропроводность воды пропорциональна концентрации присутствующих в воде электрических зарядов.
– Движение (подвижность) ионов.
– Температура воды: чем выше температура воды, тем быстрее движутся ионы, что приводит к увеличению ЕС воды< /span>
– Окисление – восстановительное состояние воды.
– Концентрация растворенных солей в воде: проводимость также пропорциональна показателю TDS.
Вот внутренний индекс ЕС, вы можете обратиться к:
| Тип воды | Градус ЕС (мкСм/см) |
| Чистая вода | 0,055 |
| Вода | 0,5 |
| Дождевая вода | 5 – 30 |
| Чистая вода | 500 – 1000 |
| Подземные воды | 30-2000 |
| Промышленные сточные воды | ≥ 5000 |
| Морская вода | 54. 000 |
| Концентрированная кислота и основная вода | до 1.000.000 |
. Комплект измеряет EC of EC с помощью внутреннего анализатора с помощью кабеля, замайтированного в пробке, замайте, в пробке, замайте, в пробке, замайтерный в пробке, в течение которого комплект. решение. Этот зонд предназначен для интеграции с датчиком температуры и двумя электродами, контактирующими с раствором. На провод вокруг анализатора будет подан потенциал между двумя электродными пластинами. Величина генерируемого тока будет линейно коррелировать с проводимостью самого раствора.
Однако ограничение этого метода заключается в том, что система измерения электропроводности является точной только при хорошей компенсации температуры. Это требует от пользователя точного измерения температуры при настройке устройства с ручной температурной компенсацией.
Измерение электропроводности с помощью измерителя проводимости воды
Измеритель проводимости — это тип анализатора воды, специально разработанный для того, чтобы пользователи могли быстро и точно измерять свои значения. Значение ЕС раствора.
Измеритель имеет электроды специальной конструкции и использует метод измерения разности потенциалов между двумя электродами измерителя для измерения EC раствора. В зависимости от характера работы вы можете использовать перьевые, ручные или настольные измерители, чтобы обеспечить наилучшее соответствие и получить наилучшие результаты измерений.
Где лучше всего купить кондуктометр?
Hiep Phat Equipment Co., Ltd гордится тем, что является поставщиком электродов и измерителей высокой проводимости. сорт, настоящий. Ассортимент электродов и счетчиков EC в Hiep Phat импортируется от известных производителей с многолетним опытом, отвечающих потребностям клиентов.
