johtavuustensoreina

Johtavuustensoreina ovat laitteita, jotka mittaavat nesteen sähköistä johtavuutta. Johtavuus kuvaa liuoksen ionien liikkuvuuden ja konsentraation vaikutusta sähkönjohtokykyyn, ja se heijastaa sekä puhtautta että liuenneiden suolojen määrää. Tuloksena saadaan arvo, jota käytetään usein yksiköissä siemens per metri (S/m) tai millisiemens per senttimetri (mS/cm). Johtavuusmittaukset perustuvat hygroskooppiseen sähköjohtuvuuteen, ja tulos voi muuttua lämpötilan mukaan.

Periaate ja rakenne. Mittaus perustuu sähkövirran välittämiseen nesteen elektrodien kautta ja jännitteen tai virran mittaamiseen. Usein käytetään vaihtovirtaa, jotta elektrodipolarisaatio minimoidaan. Johtavuus voidaan laskea ja muuntaa liuoksen lämpötilan mukaan, koska lämpötilalla on voimakas vaikutus ionin liikkuvuuteen. Yleisiä rakennetyyppejä ovat kaksielektrodiset sensorit, joissa elektrodit muodostavat mittaus- ja virransyötön, sekä nelielektrodiset sensorit, joissa ulkoiset elektrodinen syöttö ja sisäiset elektrodien jännite- mittaus vähentävät polarisaatiovaikutusta. Elektrodien materiaalit vaihtelevat platinasta grafiittiin ja ruostumattomaan teräkseen, ja joskus käytetään eristäviä koteloita sekä integroitua lämpötilasensoria.

Käyttö ja kalibrointi. Johtavuusmittarit ilmoittavat arvon sekä lämpötiloista riippuvana ja usein lämpötilakorjattuna. Kalibrointi suoritetaan standardiliuoksilla, kuten NaCl- tai KCl-liuoksilla eri lämpötiloissa, jotta solukonstanssi voidaan määrittää ja mittaus voidaan korjata systemaattisille poikkeamille. Kalibrointia tarvitaan säännöllisesti, erityisesti silloin kun mittaustulos poikkeaa odotetusta.

Sovellukset ja rajoitteet. Johtavuustensoreita käytetään vedenlaadun valvonnassa, teollisuusprosessien monitoroinnissa, maaperä- ja ilmastoseurannassa sekä elintarviketeollisuudessa. Haittoja voivat olla elektrodipolarisaatio, kalkkikertymä ja herkkyys kemialliselle kosketukselle, mikä vaatii säännöllistä puhdistusta, kalibrointia ja valikoitua elektrodimateriaalia suurten ionivahvuuksien sovelluksissa.</analysis>