Leitfähigkeitssensor/Widerstandssensor

    Leitfähigkeitssensor/Widerstandssensor

    Genaue und zuverlässige Sensoren für Leitfähigkeits-/Widerstandsmessungen in Prozess- und Reinwasseranwendungen

     

    Häufig gestellte Fragen zu Leitfähigkeitssensoren und Widerstandssensoren (FAQ)

    Was ist Leitfähigkeit?

    Elektrische Leitfähigkeit ist die Fähigkeit eines Stoffes, elektrischen Strom zu leiten. 

    Was ist Widerstand?

    Der elektrische Widerstand ist der Kehrwert der Leitfähigkeit. Der Widerstand ist die inhärente Eigenschaft zur Bestimmung der Fähigkeit eines gegebenen Materials, den Fluss eines elektrischen Stroms zu bremsen.

    Warum messen wir die Leitfähigkeit?

    Die elektrische Leitfähigkeit wird schon seit vielen Jahren gemessen und ist auch heute noch ein wichtiger und häufig verwendeter Analyseparameter. Sie ist eine einfache und wirtschaftliche Lösung, um Angaben zur Reinheit des Messmediums (in der Regel Wasser) zu machen (je höher der Leitfähigkeitswert, desto höher die gelöste Ionenkonzentration im Wasser). Dank unserer äußerst zuverlässigen, sensiblen, schnell ansprechenden und kostengünstigen Messgeräte ist die Leitfähigkeit eine wertvolle und praktische Größe zur Qualitätskontrolle. In manchen Anwendungen zur Analyse der Reinheit wird der Widerstand gemessen, also der Kehrwert der Leitfähigkeit.

    Was misst ein Leitfähigkeitssensor?

    Leitfähigkeitssensoren messen die Fähigkeit einer Lösung, elektrischen Strom zu leiten. Eine Lösung ist leitfähig, wenn sie Ionen enthält: je höher die Konzentration an Ionen, umso höher die Leitfähigkeit. Weitere Informationen zu den Leitfähigkeitssensoren von METTLER TOLEDO finden Sie unter:

    Nach welchem Messprinzip arbeitet ein Leitfähigkeitssensor?

    Ein Leitfähigkeitssensor besteht aus einem Elektrodenpaar, an das eine Spannung angelegt wird. Der Leitfähigkeitssensor misst den fließenden Strom und berechnet die Leitfähigkeit.

    In welcher Einheit wird die Leitfähigkeit gemessen?

    Die Leitfähigkeit wird in Siemens pro cm (S/cm) gemessen. Eine Leitfähigkeit von 1 S/cm ist recht hoch, und bei den meisten Leitfähigkeitsmessungen werden Lösungen untersucht, deren Leitfähigkeit in mS/cm (ein Tausendstel von einem S/cm) oder in μS/cm (ein Millionstel von einem S/cm) gemessen wird.

    Wie viele Arten von Leitfähigkeitssensoren gibt es?

    Folgende drei Sondentechnologien werden zur Prozessleitfähigkeitsmessung eingesetzt:

    Wie funktioniert ein 2-Pol-Leitfähigkeitsmessgerät?

    Das klassische 2-Pol-Leitfähigkeits-Messgerät besteht aus zwei parallelen Platten. Zwischen den beiden Messzellen wird eine Wechselspannung angelegt und der Widerstand gemessen. 2-Pol-Leitfähigkeitssensoren werden in den verschiedenen Stadien der Wasseraufbereitung und -reinigung eingesetzt. Der Nachweis selbst kleinster Verunreinigungen in Reinstwasser ist mit ihnen möglich.

    Wie funktioniert ein 4-Pol-Leitfähigkeitsmessgerät?

    4-Pol-Leitfähigkeitssensoren verwenden ein zusätzliches Elektrodenpaar. Die äußeren Elektroden sind die stromführenden Elektroden, an denen Wechselstrom angelegt wird. Sie werden genauso betrieben wie der 2-Pol-Leitfähigkeitssensor. Die inneren Messelektroden liegen im elektrischen Feld der stromführenden Elektroden und messen die Spannung mit einem hochohmigen Verstärker. Der Stromfluss durch die äußeren Elektroden und die Lösung kann durch die Schaltung genau gemessen werden. Sind die Spannung an den inneren Elektroden und der Strom bekannt, lassen sich Widerstand und Leitwert errechnen. Der Vorteil der 4-Pol-Leitfähigkeitssensoren liegt darin, dass nur vernachlässigbar niedriger Strom durch die inneren Elektroden, an denen die Messung erfolgt, fließt. Daher treten keine Polarisationseffekte auf, die sich sonst auf die Messung auswirken würden. Der 4-Pol-Leitfähigkeitssensor ist auch weniger anfällig für Messfehler durch Elektrodenverschmutzung. 4-Pol-Sensoren eignen sich für mittlere bis hohe Leitfähigkeiten.

    Wie funktioniert ein induktiver Leitfähigkeitssensor?

    Ein induktiver Leitfähigkeitssensor von METTLER TOLEDO ist aufgebaut wie ein Paar Transformatorspulen, wobei sich die zu messende Lösung im Kern des Transformators befindet. Die parallelen Spulen liegen eng beieinander in einem Kunststoffgehäuse (wie ein Donut, der in die Lösung eingetaucht wird). Es sind keine Elektroden vorhanden, und normalerweise steht kein Metall im Kontakt mit der Lösung. Eine Spule wird mit Wechselstrom versorgt und das in die zweite Spule induzierte Signal steht in Relation zur Leitfähigkeit der Lösung, die durch und um den Sensor herum fließt. Die Zellkonstante hängt unter anderem vom Durchmesser der Öffnung ab. Die induktiven Leitfähigkeitssensoren decken mittlere bis sehr hohe Leitfähigkeitsbereiche ab und sind besonders widerstandsfähig gegen Ablagerungen.  Da sie keinen Kontakt zum Messmedium haben, eignen sie sich besonders für chemische (korrosive) Anwendungen, bei denen es aufgrund des Mediums zu Schäden an den Metallelektroden kommen kann.

    Was ist eine Zellkonstante?

    Bei 2- und 4-Pol-Leitfähigkeitssensoren ist die Zellkonstante der Quotient aus dem Elektrodenabstand und der Elektrodenfläche. Je kleiner die Zellkonstante, desto präziser kann der Sensor Leitfähigkeitsänderungen in Medien erkennen. Eine kleine Zellkonstante verringert jedoch auch den Messbereich des Sensors. Genaue Leitfähigkeitsmessungen erfordern ein akkurates Messen der Zellkonstante. Diese wird mittels Kalibrierung bestimmt. Bei METTLER TOLEDO Sensoren wird die Zellkonstante präzise gemessen und im Qualitätszertifikat des jeweiligen Sensors dokumentiert. Kalibrierlösungen sind auf die NIST-Standards rückführbar (National Institute of Standards and Technology).

    Wie wird ein Leitfähigkeitssensor kalibriert?

    Ein Leitfähigkeitssensor von METTLER TOLEDO kann gegen eine Lösung, deren Leitfähigkeit bekannt ist, kalibriert werden (vergleichbar mit einem pH-Sensor, der gegen eine Lösung mit bekanntem pH-Wert kalibriert wird). Alternativ kann ein Gerät mit einer Reihe von Präzisionswiderständen verwendet werden, welche bekannte Leitfähigkeitsmesswerte simulieren.

    Wann muss ich den Leitfähigkeitssensor kalibrieren oder verifizieren?

    Im Allgemeinen verändert sich die Zellkonstante des Sensors nicht. Wenn jedoch die Sensorelemente in irgendeiner Weise verändert werden (z. B. feste Ablagerungen oder andere Verschmutzungen der Elektroden bzw. des Sensorisolators, Verlust von Elektrodenmaterial durch Korrosion), ändert sich auch die Zellkonstante. Leitfähigkeitssensoren von METTLER TOLEDO werden werksseitig kalibriert und die Zellkonstante wird genau bestimmt. Daher ist in der Regel keine Kalibrierung erforderlich. Es wird jedoch empfohlen, die Genauigkeitsprüfung und Justierung bei Bedarf auf jährlicher Basis vorzunehmen. Die Häufigkeit der Prüfung oder Kalibrierung hängt stark von den Anwendungen oder von den Anforderungen der Standardbetriebsverfahren der Anlage ab.

    Hat die Temperatur einen Einfluss auf die Leitfähigkeitsmessung?

    Die Leitfähigkeit ist sehr temperaturabhängig. Wenn die Temperatur einer Probe ansteigt, nimmt die Viskosität der Probe ab und die Mobilität der Ionen zu. Daher kann die gemessene Leitfähigkeit der Probe ansteigen, obwohl die Ionenkonzentration konstant bleibt.

    Bei bewährten Arbeitspraktiken muss jedes Leitfähigkeitsergebnis deshalb bei einer bestimmten Temperatur spezifiziert oder temperaturkompensiert werden, normalerweise auf den Industriestandard von 25 °C. Da die Temperatur ebenfalls probenabhängig ist, müssen die passenden Algorithmen zur Temperaturkompensation sorgfältig ausgewählt werden.

     
    2- und 4-Pol Leitfähigkeitssensoren
    Induktive Leitfähigkeitsensoren
    Conductivity / Resistivity Sensors

    2- und 4-Pol Leitfähigkeitssensoren

    Induktive Leitfähigkeitsensoren

    Leitfähigkeits-/Widerstandssensoren für Reinwasseranwendungen

    2-Elektroden-Sensoren speziell für niedrige Leitfähigkeit und 4-Elektroden-Sensoren für mittlere bis hohe Leitfähigkeit (mit hygienischem Design) geeignet.
    Bedienerfreundliche Leitfähigkeitssensoren (Kalibrierung/Installation) für Messungen unter den rauesten Bedingungen
    Thornton bietet eine grosse Auswahl von Leitfähigkeits-/Widerstandssensoren für Reinwasseranwendungen.
    Vielfältige Anwendungsbereiche,
    von biopharmazeutischen bis hin zu chemischen Prozessen
    Höchste Genauigkeit
    bei sehr geringen bis hin zu mittleren Leitfähigkeitswerten
    Konformität durch Zertifizierungspaket
    Geringste Wartungsanforderungen
    dank robustem Design
    Lange Lebensdauer durch
    hervorragende Chemikalienbeständigkeit
    Zuverlässigkeit durch
    individuelle Prüfung der Zellkonstante, um die grösstmögliche Messgenauigkeit sicherzustellen
    Höchste Genauigkeit
    für Reinwassermessungen
    Sensordiagnose und Plug-and-Measure-Funktion für Modelle
    mit Intelligent Sensor Management (ISM)
    Grosse Auswahl an Anschlussstücken und zertifizierten Materialien
    zur Erfüllung der Prozessanforderungen
    2- und 4-Pol Leitfähigkeitssensoren

    2-Elektroden-Sensoren speziell für niedrige Leitfähigkeit und 4-Elektroden-Sensoren für mittlere bis hohe Leitfähigkeit (mit hygienischem Design) geeignet.

    Vielfältige Anwendungsbereiche,
    von biopharmazeutischen bis hin zu chemischen Prozessen
    Höchste Genauigkeit
    bei sehr geringen bis hin zu mittleren Leitfähigkeitswerten
    Konformität durch Zertifizierungspaket
    Induktive Leitfähigkeitsensoren

    Bedienerfreundliche Leitfähigkeitssensoren (Kalibrierung/Installation) für Messungen unter den rauesten Bedingungen

    Geringste Wartungsanforderungen
    dank robustem Design
    Lange Lebensdauer durch
    hervorragende Chemikalienbeständigkeit
    Zuverlässigkeit durch
    individuelle Prüfung der Zellkonstante, um die grösstmögliche Messgenauigkeit sicherzustellen
    Conductivity / Resistivity Sensors

    Thornton bietet eine grosse Auswahl von Leitfähigkeits-/Widerstandssensoren für Reinwasseranwendungen.

    Höchste Genauigkeit
    für Reinwassermessungen
    Sensordiagnose und Plug-and-Measure-Funktion für Modelle
    mit Intelligent Sensor Management (ISM)
    Grosse Auswahl an Anschlussstücken und zertifizierten Materialien
    zur Erfüllung der Prozessanforderungen

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