ما هي المبادئ الأساسية التي يجب إتقانها أثناء استخدام جهاز قياس الموصلية؟ أولًا، لتجنب استقطاب الأقطاب الكهربائية، يُولّد الجهاز إشارة موجة جيبية عالية الاستقرار ويُطبّقها على القطب الكهربائي. يتناسب التيار المار عبر القطب الكهربائي طرديًا مع موصلية المحلول المقاس. بعد أن يُحوّل الجهاز التيار من مُضخّم تشغيلي عالي المقاومة إلى إشارة جهد، يتم الحصول على إشارة الجهد التي تعكس الموصلية بعد تضخيم الإشارة المُتحكم بها برمجيًا، والكشف والتصفية الحساسة للطور؛ ينتقل المعالج الدقيق عبر المفتاح لأخذ عينات بالتناوب من إشارة درجة الحرارة وإشارة الموصلية. بعد الحساب وتعويض درجة الحرارة، يتم الحصول على المحلول المقاس عند درجة حرارة 25 درجة مئوية. قيمة الموصلية في ذلك الوقت وقيمة درجة الحرارة في ذلك الوقت.
يُولَّد المجال الكهربائي الذي يُحفِّز حركة الأيونات في المحلول المُقاس بواسطة قطبين مُلامسين للمحلول مباشرةً. يجب أن يكون قطبا القياس مصنوعين من مواد مقاومة للمواد الكيميائية. في الممارسة العملية، تُستخدم مواد مثل التيتانيوم بكثرة. يُسمى قطب القياس المُكوَّن من قطبين قطب كولراوش.
يتطلب قياس الموصلية توضيح جانبين. الأول هو موصلية المحلول، والثاني هو العلاقة الهندسية بين 1/A في المحلول. يمكن الحصول على الموصلية بقياس التيار والجهد. ويُطبّق مبدأ القياس هذا في أجهزة القياس الحالية ذات العرض المباشر.
و K=L/A
أ- اللوحة الفعالة للقطب الكهربائي للقياس
ل—المسافة بين اللوحين
تُسمى قيمة هذا الثابت بثابت الخلية. في وجود مجال كهربائي منتظم بين القطبين، يُمكن حساب ثابت القطب بأبعاد هندسية. عند فصل لوحين مربعين بمساحة 1 سم² بمسافة 1 سم لتكوين قطب كهربائي، يكون ثابت هذا القطب هو K=1 سم²-1. إذا كانت قيمة الموصلية G=1000 ميكرو ثانية مُقاسة بهذا الزوج من الأقطاب، فإن موصلية المحلول المُختبر K=1000 ميكرو ثانية/سم².
في الظروف العادية، غالبًا ما يُشكّل القطب مجالًا كهربائيًا جزئيًا غير منتظم. في هذه الحالة، يجب تحديد ثابت الخلية باستخدام محلول قياسي. عادةً ما تستخدم المحاليل القياسية محلول كلوريد البوتاسيوم (KCl). ويرجع ذلك إلى ثبات ودقة توصيل كلوريد البوتاسيوم في درجات حرارة وتركيزات مختلفة. تبلغ توصيلية محلول كلوريد البوتاسيوم بتركيز 0.1 مول/لتر عند درجة حرارة 25 درجة مئوية 12.88 مللي سيمنز/سم مكعب.
ما يُسمى بالمجال الكهربائي غير المنتظم (ويُسمى أيضًا المجال الشارد أو مجال التسرب) ليس له ثابت، بل يرتبط بنوع الأيونات وتركيزها. لذلك، يُعدّ قطب المجال الشارد النقي أسوأ قطب كهربائي، ولا يلبي احتياجات نطاق قياس واسع من خلال معايرة واحدة.
2. ما هو مجال تطبيق مقياس الموصلية؟
المجالات القابلة للتطبيق: يمكن استخدامه على نطاق واسع في المراقبة المستمرة لقيم الموصلية في الحلول مثل الطاقة الحرارية والأسمدة الكيماوية والمعادن وحماية البيئة والأدوية والمواد الكيميائية الحيوية والأغذية ومياه الصنبور.
3.ما هو ثابت الخلية لجهاز قياس الموصلية؟
وفقًا للصيغة K=S/G، يُمكن الحصول على ثابت الخلية K بقياس موصلية G لقطب التوصيل في تركيز مُحدد من محلول كلوريد البوتاسيوم. عندها، تكون موصلية S لمحلول كلوريد البوتاسيوم معروفة.
ثابت القطب لمستشعر التوصيل الكهربائي يصف بدقة الخصائص الهندسية لقطبي المستشعر. وهو نسبة طول العينة في المنطقة الحرجة بين القطبين. ويؤثر بشكل مباشر على حساسية ودقة القياس. يتطلب قياس العينات ذات الموصلية المنخفضة ثوابت خلوية منخفضة، بينما يتطلب قياس العينات ذات الموصلية العالية ثوابت خلوية عالية. يجب أن يعرف جهاز القياس ثابت خلية مستشعر التوصيل الكهربائي المتصل، وأن يعدل مواصفات القراءة وفقًا لذلك.
4. ما هي ثوابت الخلية لجهاز قياس الموصلية؟
يُعدّ قطب التوصيل ثنائي القطب حاليًا أكثر أنواع أقطاب التوصيل استخدامًا في الصين. يعتمد تركيب قطب التوصيل التجريبي ثنائي القطب على تلبيد صفيحتين من البلاتين على صفيحتين زجاجيتين متوازيتين أو على الجدار الداخلي لأنبوب زجاجي دائري لضبط مساحة صفيحة البلاتين ومسافتها. يمكن تصنيع أقطاب توصيل بقيم ثابتة مختلفة، منها K=1، K=5، K=10، وغيرها.
مبدأ جهاز قياس الموصلية بالغ الأهمية. عند اختيار منتج، يجب عليك أيضًا اختيار مُصنِّع جيد.
وقت النشر: ١٥ ديسمبر ٢٠٢١