Cos'è la conducibilità La conducibilità elettrica è la capacità di un materiale di condurre corrente elettrica. Viene generalmente misurata con un...
Cos'è la conducibilità
La conducibilità elettrica è la capacità di un materiale di condurre corrente elettrica. Viene generalmente misurata con un misuratore di conducibilità elettrica (ecometro) o un analizzatore di conducibilità.
Cos' è la resistività?
La resistività elettrica è la grandezza reciproca della conducibilità. La resistività è la proprietà intrinseca che quantifica la forza con cui un dato materiale si oppone al flusso di corrente elettrica.
Perché misuriamo la conducibilità
La conducibilità elettrica viene misurata utilizzando ecometri da molti anni ed è ancora oggi un parametro analitico importante e ampiamente utilizzato. I misuratori di conducibilità elettrica offrono un modo semplice ed economico per fornire un'indicazione della purezza del mezzo misurato, in genere l'acqua (maggiore è la lettura della conducibilità, maggiore è la concentrazione di ioni disciolti nell'acqua). Grazie all'eccellente affidabilità, sensibilità, risposta e al costo relativamente basso, un analizzatore di conducibilità è uno strumento prezioso e facile da usare per il controllo qualità. In alcune applicazioni, la purezza viene misurata in termini di resistività (l'inverso della conducibilità).
Cosa misura un sensore di conducibilità?
Un sensore di conducibilità (o sonda di conducibilità) misura la capacità di una soluzione di condurre corrente elettrica. È la presenza di ioni a rendere conduttiva una soluzione: maggiore è la concentrazione di ioni, maggiore è la conducibilità. Per ulteriori informazioni sugli elettrodi di conducibilità in linea METTLER TOLEDO:
Che cos'è il principio di misura di un sensore di conducibilità?
Una sonda di conducibilità si compone di una coppia di elettrodi a cui viene applicata una tensione. Il sensore di conducibilità misura la corrente di flusso e calcola la conducibilità.
Con quale unità si misura la conducibilità?
La conducibilità viene misurata in siemens per cm (S/cm). Una conducibilità pari a 1 S/cm è in realtà piuttosto alta, pertanto le comuni misure di conducibilità riguardano soluzioni in cui la conducibilità è misurata in mS/cm (millisiemens/cm) o in μS/cm (microsiemens/cm).
Quanti tipi di sensori di conducibilità esistono?
Esistono tre tipi di sonde di conducibilità utilizzati per la misura della conducibilità di processo in un ecometro in linea:
Come funziona un misuratore di conducibilità a due elettrodi?
Il classico misuratore di conducibilità a due elettrodi è composto da due piastre parallele utilizzate per le misure della conducibilità di processo. Viene applicata una tensione a corrente alternata tra i due elettrodi e viene misurata la resistenza tra di essi. La sonda di conducibilità a due elettrodi viene utilizzata per fasi di purificazione e condizionamento dell'acqua in cui è in grado di rilevare livelli minimi di impurità nell'acqua ultrapura.
Come funziona un misuratore di conducibilità a quattro elettrodi?
L'ecometro a quattro elettrodi funziona con una coppia di elettrodi aggiuntivi. Gli elettrodi esterni sono elettrodi di corrente a cui è applicata la corrente alternata. Questi si comportano esattamente come in un sensore di conducibilità a due elettrodi. Gli elettrodi di conducibilità in linea vengono inseriti nel campo elettrico degli elettrodi di corrente e misurano la tensione con un amplificatore a elevata impedenza. La corrente che passa attraverso gli elettrodi esterni e la soluzione possono essere misurate accuratamente dal circuito. Se la tensione attraverso gli elettrodi interni e la corrente sono note, è possibile calcolare la resistenza e la conduttanza. Il vantaggio del sensore di conducibilità a quattro elettrodi sta nel fatto che la corrente che passa attraverso gli elettrodi interni in cui viene effettuata la misura è trascurabile. Pertanto, non si verifica alcun effetto di polarizzazione che, se invece fosse presente, influenzerebbe la misura. Inoltre, il sensore di conducibilità a quattro elettrodi è meno sensibile agli errori di misura causati dalla contaminazione dell'elettrodo. I sensori a 4 elettrodi si usano per intervalli medio-alti.
Come funziona una sonda di conducibilità induttiva?
La sonda di conducibilità induttiva METTLER TOLEDO è costruita come una coppia di bobine per trasformatori in cui la soluzione da misurare rappresenta il nucleo del trasformatore. Le bobine parallele sono ravvicinate e integrate in una struttura polimerica a forma di ciambella, che viene immersa nella soluzione per garantire una misura accurata della conducibilità di processo Non vi sono elettrodi e di solito nessun metallo entra a contatto con la soluzione. Una bobina è alimentata con corrente alternata e il segnale indotto nella seconda bobina è legato alla conducibilità della soluzione che scorre attraverso e intorno al sensore. La costante di cella è determinata dal diametro del foro, tra gli altri fattori. Il sensore di conducibilità induttivo copre intervalli di conducibilità da medi a molto alti ed è particolarmente resistente all'intasamento. Essendo senza contatto, è particolarmente adatto per l'uso in applicazioni chimiche (corrosive) in cui gli elettrodi metallici potrebbero essere danneggiati dal mezzo.
Cosa significa costante di cella?
La costante di cella è il rapporto tra la distanza tra gli elettrodi di una sonda di conducibilità e l'area degli elettrodi, nei sensori di conducibilità a due e quattro elettrodi. Quanto più piccola è la costante di cella, tanto più preciso sarà l'elettrodo di conducibilità in linea nel determinare le variazioni della conducibilità nel mezzo. Tuttavia, una piccola costante di cella riduce l'intervallo di misura di un sensore. Per una misura di conducibilità accurata occorre una misura accurata della costante di cella, determinata dalla taratura. Per i sensori di conducibilità METTLER TOLEDO, la costante di cella viene misurata con precisione e documentata nel certificato di qualità di ciascun sensore. Le soluzioni di taratura sono tracciabili secondo il National Institute of Standards and Technology (NIST).
Come tarare un sensore di conducibilità?
Un sensore di conducibilità METTLER TOLEDO utilizzato in un ecometro in linea può essere tarato confrontandolo con una soluzione a conducibilità nota (molto simile alla tecnica di taratura di un sensore di pH, che viene confrontato con una soluzione dal pH noto). In alternativa, è possibile usare un dispositivo che contiene una gamma di resistori molto precisi, in grado di riprodurre misure di conducibilità note.
Quando occorre eseguire una taratura o una verifica del sensore di conducibilità?
In linea di massima, la costante di cella del sensore resta invariata. Tuttavia, se gli elementi di rilevamento vengono alterati in qualche modo (ad esempio deposito solido o altre incrostazioni degli elettrodi o dell'isolante del sensore, perdita di materiale dell'elettrodo a causa della corrosione), la costante di cella cambierà. I sensori di conducibilità METTLER TOLEDO sono tarati in fabbrica e la costante di cella viene determinata con precisione. Di conseguenza, la taratura generalmente non è necessaria quando si utilizza il sensore di conducibilità in linea. Tuttavia, si consiglia di verificare il sensore o di effettuare la regolazione della taratura, se necessario, ogni anno. La frequenza della verifica o della taratura dipende in larga misura dalle applicazioni o dai requisiti delle procedure operative standard dell'impianto.
La temperatura influisce sulla misura di conducibilità?
La conducibilità dipende moltissimo dalla temperatura. Man mano che la temperatura di un campione aumenta, la viscosità di quest'ultimo diminuisce, comportando una maggiore mobilità degli ioni. Pertanto, anche la conducibilità osservata del campione aumenta, sebbene le concentrazioni di ioni possano rimanere inalterate.
Nelle buone pratiche, ogni risultato del sensore di conducibilità deve essere specificato con una temperatura o essere compensato in temperatura, generalmente secondo lo standard di settore di 25 gradi Celsius. Poiché la temperatura dipende anche da vari campioni, è necessario scegliere attentamente gli algoritmi di compensazione appropriati.
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