Leitfähigkeitssensoren für das Labor | Angebot anfordern

Leitfähigkeitssensoren für den Laboreinsatz

Genaue Leitfähigkeitselektroden und Leitfähigkeitssonden für eine Vielzahl an Anwendungen

Ein Leitfähigkeitssensor misst den Ionengehalt einer wässrigen Lösung mithilfe der Eigenschaft der elektrischen Leitfähigkeit. Die Bestimmung der Leitfähigkeit ist für viele Labore wichtig, um die gewünschte Qualität eines Produkts sicherzustellen. Beispielsweise für solche, die in der pharmazeutischen Forschung, der Qualitätskontrolle von Lebensmitteln und Getränken, der Wasseranalyse und der Umweltüberwachung tätig sind. METTLER TOLEDO fertigt zuverlässige Leitfähigkeitselektroden, die genaue Messwerte in Lösungen mit niedriger und hoher Leitfähigkeit für eine Vielzahl von Labor- und Feldanwendungen liefern.

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Vorteile der Leitfähigkeitssensoren für das Labor von METTLER TOLEDO

Der richtige Sensor für Ihre Anforderungen

Der richtige Sensor für Ihre Anforderungen

Bewährte Leitfähigkeitsmesszellen-Technologien gewährleisten eine genaue und zuverlässige Bestimmung der Leitfähigkeit. Finden Sie eine Leitfähigkeitselektrode, die schnell, genau und einfach zu warten ist – ob zur Überwachung der Ionenkonzentration einer Lösung im Labor oder in rauen Aussenbereichen oder Produktionsumgebungen.

Einfache Bedienung

Einfache Bedienung

Sparen Sie Zeit bei der Kalibrierung, indem Sie eine Leitfähigkeitselektrode mit einer zertifizierten Zellkonstante verwenden, die verifiziert werden muss, um genaue Resultate zu gewährleisten. Darüber hinaus ermöglicht das Intelligent Sensor Management-System (ISM®) einen entscheidenden Vorteil, da das Messgerät die angeschlossene Leitfähigkeitselektrode automatisch erkennt.

Auf Langlebigkeit ausgelegt

Auf Langlebigkeit ausgelegt

Leitfähigkeitssensoren von METTLER TOLEDO garantieren nicht nur eine hohe Leistung. Die richtige Kombination von Materialien und Technologien erhöht auch ihre Haltbarkeit und verlängert ihre Lebensdauer – vorausgesetzt, für jede Labor- oder Feldanwendung wird der richtige Sensor verwendet. Unsere Schaftmaterialien garantieren die Robustheit der Leitfähigkeitselektroden auch in rauen oder produktionsnahen Umgebungen.

Genauigkeit über einen breiten Leitfähigkeitsbereich

Genauigkeit über einen breiten Leitfähigkeitsbereich

Die 2-poligen Leitfähigkeitsmesszellen sind die perfekte Lösung, um genaue Messungen bei Proben mit geringer Leitfähigkeit durchzuführen, wie z. B. Reinstwasser oder stark verdünnte wässrige und nicht wässrige Lösungen. Sensoren mit 4-poligen Leitfähigkeitsmesszellen zeichnen sich durch eine hohe Linearität über einen grossen Leitfähigkeitsbereich aus.

Schnelle und rückverfolgbare Resultate

Schnelle und rückverfolgbare Resultate

Dank der Intelligent Sensor Management (ISM®)-Technologie erkennt das Instrument die angeschlossene Leitfähigkeitselektrode automatisch und verwendet die aktuellsten auf ihr gespeicherten Kalibrierdaten. Dies gewährleistet sichere, genaue und rückverfolgbare Resultate.

Ganz ohne Drift

Ganz ohne Drift

Schliessen Sie einfach eine Durchfluss-Leitfähigkeitsmesszelle an Ihre Leitfähigkeitselektrode an und minimieren Sie den Kontakt der Probe mit atmosphärischem CO2. Dies verhindert eine Drift und gewährleistet genaue Messungen selbst bei Proben mit niedriger Leitfähigkeit wie Reinstwasser.

Komplettlösung

Komplettlösung

METTLER TOLEDO bietet komplette elektrochemische Systeme von Messgeräten und Sensoren bis hin zu Kalibrier- und Verifizierungsstandards sowie Software. Profitieren Sie von der Intelligent Sensor Management (ISM®)-Technologie und Automatisierungslösungen zur Unterstützung der Datenkonformität.

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Entdecken Sie unsere Services – massgeschneidert für Ihre Geräte

Wir bieten Support- und Wartungsleistungen für Ihre Messgeräte während ihrer gesamten Lebensdauer – von der Installation über die vorbeugende Wartung und Kalibrierung bis zur Gerätereparatur.

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Kalibrierung & Qualität
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FAQs

Was ist ein Leitfähigkeitssensor für den Laboreinsatz?

Ein Leitfähigkeitssensor für den Laboreinsatz ist ein Werkzeug zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit einer Elektrolytlösung und basiert auf der Fähigkeit des Materials, einen elektrischen Strom zu leiten. Er dient zur Messung der Leitfähigkeit in Labor- und Feldanwendungen.

Die Elektrolyte lösen sich auf und geben elektrisch leitende Ionen ab. Je höher die Ionenkonzentration, desto höher die Leitfähigkeit. Die Messzelle des Leitfähigkeitssensors besteht aus mindestens zwei elektrisch leitfähigen Polen mit entgegengesetzter Ladung, um die Leitfähigkeit einer Probe zu messen.

 

Was ist das Funktionsprinzip einer Leitfähigkeitselektrode für das Labor?

Die Leitfähigkeit basiert auf dem Ohm’schen Gesetz, nach dem die an eine Lösung angelegte Spannung (V) proportional zum fliessenden Strom (I) ist und der Widerstand (R) eine proportionale Konstante ist. R kann aus dem gemessenen Stromfluss berechnet werden, wenn eine bekannte Spannung angelegt wird. Der Leitwert (G) ist definiert als der Kehrwert des Widerstands. Um den Leitwert einer Probe zu messen, ist eine Messzelle erforderlich. Der gemessene Leitwert hängt von der Geometrie der Messzelle ab, die mit der Zellkonstante (K) beschrieben wird. Dies ist das Verhältnis von Abstand (l) und Fläche (A) der Pole. Der Leitwert kann durch Multiplikation von Leitwert und Zellkonstante in die normierte Leitfähigkeit umgerechnet werden.

 

Wieso reicht für die Leitfähigkeitskalibrierung eine Ein-Punkt-Kalibrierung?

Die meisten Kunden messen die Leitfähigkeit in einem sehr engen Bereich, z. B. immer im gleichen Getränk oder immer entionisiertes Wasser. Mit einer Ein-Punkt-Kalibrierung wird der Bereich zwischen 0 µS/cm und diesem Kalibrierpunkt kalibriert. Es wird empfohlen, einen Standard zu wählen, dessen Leitfähigkeitswert über der erwarteten Leitfähigkeit der Probe liegt, also z. B. 1 413 µS/cm bei erwarteten 1 200 µS/cm. Ein zweiter Kalibrierpunkt würde bei diesem Beispiel keine grosse Veränderung des Resultats bewirken, da die nächstmöglichen Standards mit 500 µS/cm und 12,88 mS/cm beide recht weit entfernt sind. Gemäss Methode 2510B der Standardverfahren zur Wasser- und Abwasseruntersuchung und ASTM D1125 reicht eine Ein-Punkt-Kalibrierung der Zellkonstante bei einer repräsentativen Leitfähigkeit für genaue Leitfähigkeitsresultate aus.

Eine Leitfähigkeitskalibrierung mit mehreren Punkten ist nur dann berechtigt, wenn derselbe Sensor über einen breiten Bereich verwendet wird, beispielsweise von 50 bis 5 000 µS/cm. In diesem Fall wäre ein geeigneter Standardsatz 84 µS/cm, 1 413 µS/cm und 12,88 mS/cm.

 

Was ist der Unterschied zwischen einem 2-poligen und einem 4-poligen Leitfähigkeitssensor?

Klassische zweipolige Leitfähigkeitsmesszellen bestehen aus zwei Platten. Normalerweise sind die Platten von einem Aussenrohr umgeben, das sie vor mechanischer Beschädigung schützt und die durch Feldeffekte verursachten Fehler reduziert. Die Stärke der zweipoligen Leitfähigkeitsmesszelle liegt in der Messung geringer Leitfähigkeit mit hoher Genauigkeit. Ein typischer Messbereich reicht von 0,001 μS/cm bis 1 000 μS/cm. Zu den Hauptanwendungen einer zweipoligen Messzelle zählt die Leitfähigkeitsmessung von Reinstwasser, stark verdünnten wässrigen Lösungen und nichtwässrigen Lösungen.

Eine vierpolige Zellenkonstruktion besteht aus einem äusseren und einem inneren Pol. Die äusseren Pole sind die Strompole, an welchen ein Wechselstrom angelegt wird. Sie werden genauso betrieben wie der zweipolige Sensor. Die inneren Messpole befinden sich im elektrischen Feld der Strompole und messen die Spannung mithilfe eines hochohmigen Verstärkers. Daher fliesst nur sehr wenig Strom in den inneren Polen, an denen die Messung durchgeführt wird. Dabei treten keine Polarisationseffekte auf, die die Messung beeinflussen. Die Stärke einer vierpoligen Leitfähigkeitsmesszelle liegt in der Messung der Leitfähigkeit über einen breiten Messbereich von 10 μS/cm bis 1 000 mS/cm. Die Hauptanwendungen dieses Sensortyps sind Messungen in Meerwasser, Abwasser oder verdünnten Säuren oder Basen.

 

Nach welchen Kriterien wird der richtige Leitfähigkeitssensor für das Labor ausgewählt?

Die Auswahl des richtigen Leitfähigkeitssensors für das Labor ist entscheidend für genaue und zuverlässige Resultate. Der richtige Sensor ist derjenige, der die Anforderungen der Anwendung am besten erfüllt.

a. Eine grundlegende Voraussetzung ist, dass keine chemischen Reaktionen zwischen Probe und Sensor auftreten. Für chemisch reaktive Proben sind Glas und Platin oft die beste Wahl, da diese Werkstoffe die beste chemische Beständigkeit aller üblicherweise für Zellen verwendeten Materialien besitzen. Für den Ausseneinsatz und viele Laboranwendungen ist die mechanische Stabilität des Sensors von grösserer Bedeutung. Oft werden Leitfähigkeitssensoren mit einem Epoxidgehäuse und Graphitelektroden verwendet, da sich diese als sehr haltbar erwiesen haben und eine gute chemische Beständigkeit bieten. Bei schwach reaktiven wässrigen Lösungen und organischen Lösungsmitteln ist die Verwendung von Zellen aus Stahl oder Titan oft eine gute Alternative. Die Wahl ist besonders wichtig für nichtwässrige, ionenarme, proteinreiche und viskose Proben, bei denen herkömmliche pH-Sensoren mögliche Fehlerquellen sind.

b. Eine geeignete Zellkonstante ist von der Leitfähigkeit der Probe abhängig. Je geringer die erwartete Leitfähigkeit der Probe, desto kleiner sollte die Zellkonstante des Sensors sein. Bei der Entscheidung für oder gegen eine zwei- oder vierpolige Zelle kann die folgende Faustregel verwendet werden: Für Messungen mit geringer Leitfähigkeit sollte eine zweipolige Messzelle verwendet werden. Für Messungen mit mittlerer bis hoher Leitfähigkeit wird eine vierpolige Zelle bevorzugt, insbesondere für Messungen über einen breiten Leitfähigkeitsbereich.
 

Wie erfolgt die Temperaturkompensation bei der Leitfähigkeitsmessung?

Es gibt verschiedene Möglichkeiten für die Temperaturkompensation.

Die Leitfähigkeit in einer wässrigen Lösung wird stark von der Temperatur beeinflusst (~2 %/°C). Deshalb wird jeder Messung eine Referenztemperatur zugeordnet. Häufig verwendete Referenztemperaturen bei der Leitfähigkeitsmessung sind 20 °C und 25 °C.

Um unterschiedliche Ansprüche bedienen zu können, wurden verschiedene Methoden zur Temperaturkompensation entwickelt.

  • Linear: bei mittel bis stark leitenden Lösungen
  • Nicht linear: bei natürlichem Wasser wie Grundwasser, Oberflächenwasser, Trinkwasser und Abwasser
  • Reinstwasser: ultrareines Wasser, entionisiertes Wasser, destilliertes Wasser
  • Keine: bei einigen Standards wie USP <645> ist eine Temperaturkompensation nicht erlaubt.

Der Einfluss der Temperatur auf verschiedene Ionen und sogar unterschiedliche Konzentrationen desselben Ions kann eine Herausforderung darstellen. Daher muss für jeden Probentyp ein Kompensationsfaktor bestimmt werden, der als Temperaturkoeffizient (α) bezeichnet wird. (Dies ist auch bei Kalibrierstandards der Fall. Die Kompensation ist bei allen Messgeräten von METTLER TOLEDO durch voreingestellte Temperaturtabellen möglich.)

 

Wie sind Leitfähigkeitssensoren für Laboranwendungen korrekt zu lagern?

Alle Benutzerhandbücher enthalten die nötigen Informationen zur kurzfristigen und langfristigen Lagerung des jeweiligen Sensors. Leitfähigkeitselektroden für das Labor sollten bei einer längeren Nichtverwendung in der Regel trocken gelagert werden.

 

Wie hoch ist die Lebenserwartung eines Leitfähigkeitssensors für das Labor?

Leitfähigkeitselektroden für das Labor haben kein Verfallsdatum. Wenn der Sensor innerhalb der festgelegten Temperaturgrenzen verwendet wird und weder der Sensor noch das Kabel schweren mechanischen Belastungen oder aggressiven Chemikalien ausgesetzt werden, können beide theoretisch Jahrzehnte verwendet werden. Dennoch können aufgrund von Ablagerungen fettiger Substanzen und Ausfällungen Verschiebungen der Zellkonstante auftreten. In den meisten Fällen kann dann der Sensor mit Ethanol, Isopropylalkohol oder Aceton gespült und regeneriert werden.

 

Welche Leitfähigkeitssensoren für das Labor verfügen über eine nominale oder zertifizierte Zellkonstante?

Leitfähigkeitssensoren für niedrige Leitfähigkeit wie InLab 741, InLab 742 und InLab Trace werden mit Zertifikaten mit gemessener Zellkonstante geliefert. Hierbei handelt es sich um zertifizierte Zellkonstanten, die nach dem Herstellungsprozess direkt im Werk mit Rückverfolgbarkeit gemäss ASTM und NIST bestimmt werden. Mit einer maximalen Messunsicherheit von ± 2 % sind sie genau genug und können zur Leitfähigkeitsmessung verwendet werden, indem der Zellkonstantenwert direkt in das Messgerät eingegeben wird, ohne dass eine Kalibrierung erforderlich ist. Die zertifizierte Zellkonstante ist im Qualitätszertifikat und auf dem Sensorkabel angegeben und auch im Chip des ISM-Sensors gespeichert.

Da diese Sensoren besonders für die Verwendung in Proben mit geringer Leitfähigkeit wie Reinstwasser, ultrareinem, destilliertem oder entionisiertem Wasser konzipiert wurden, ist eine Kontamination der Messzelle fast ausgeschlossen. Die Zellkonstante kann deshalb als stabil angesehen werden. Nichtsdestotrotz ist die regelmässige Prüfung der Präzision mit einem Leitfähigkeitsstandard (z. B. 10 µS/cm) unerlässlich.

Alle anderen Leitfähigkeitssensoren von METTLER TOLEDO verfügen über Zertifikate mit nominalen Zellkonstanten. Diese Sensoren müssen vor der Verwendung mit geeigneten Kalibrierstandardlösungen kalibriert werden.

 

Wann ist bei einem Leitfähigkeitssensor für das Labor eine Kalibrierung oder Verifizierung erforderlich?

Wenn die genaue Zellkonstante unbekannt ist, muss eine Kalibrierung durchgeführt werden. Wenn die genaue Zellkonstante bekannt ist, ist eine Verifizierung ausreichend. Dies ist bei Sensoren mit zertifizierter Zellkonstante oder zuvor kalibrierten Sensoren der Fall.

 

Kann die Leitfähigkeit in nichtwässrigen Lösungen gemessen werden?

Ja, das ist möglich. Organische Substanzen haben auch dissoziative Eigenschaften. Organische Verbindungen wie Benzol, Alkohole und Erdölprodukte weisen im Allgemeinen eine sehr geringe Leitfähigkeit auf.

 

Wie sind Leitfähigkeitssensoren für das Labor zu reinigen?

Der Sensor muss nach jeder Messung mit deionisiertem Wasser gespült werden. Wenn der Sensor einer nicht mit Wasser mischbaren Probe ausgesetzt wurde, sollte er mit einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, z. B. Ethanol oder Aceton, gereinigt und anschliessend sorgfältig mit entionisiertem Wasser gespült werden. Wenn sich in der Messzelle Ablagerungen angesammelt haben, entfernen Sie diese vorsichtig mit einem in Reinigungslösung getränkten Wattestäbchen und spülen Sie den Sensor anschliessend mit entionisiertem Wasser.

(Vorsicht: Sensoren mit platinierten Polen sollten niemals mechanisch gereinigt werden, da dies die Sensoren beschädigen könnte).