رسانایی یکی از پارامترهای اصلی برای اندازه گیری محتوای یونی یک محلول است که در حالی که سطح مواد مغذی، نمک ها یا ناخالصی های موجود در یک نمونه را کنترل می کند، سلامت آن ها را نیز تعیین می کند. اندازه گیری رسانایی، کابردهای متنوع در شیمی، بیولوژی و علوم زیست محیطی دارد.

اندازه گیری رسانایی محلول ها می تواند دید قابل توجهی به ماهیت و ذرات موجود در یک محلول به دست دهد. رسانایی، توانایی یک ماده برای عبور دادن یا انتقال الکتریسته یا یک جریان الکتریکی است. به این معنا که وجود ذرات باردار یا یون ها در الکترولیتی که در آن حل شده است به محلول امکان رسانایی می دهد.

چگونه رسانایی اندازه گیری می شود؟

رسانایی سنج ها پروبی دارند که رسانایی را اندازه گیری می کند. رسانایی سنج، رسانایی را با اعمال جریان الکتریکی متناوب به 2 یا 4 الکترود اندازه گیری می کند. به این طریق مقاومت الکتریکی محلول مشخص می شود، برای این امر متودهای جریانی و پتانسیومتری به کار گرفته می شود.

بعد از غرق کردن الکترودها در محلول، رسانایی سنج، ولتاژی بین دو الکترود اعمال می کند. مقاومت الکتریکی محلول افت ولتاژی تولید می کند که توسط رسانایی سنج خوانده می شود.

وقتی که جریان الکتریکی به محلول اعمال می شود کاتیون یا یون ها با بار الکتریکی مثبت به الکترود منفی منتقل می شود و آنیون ها یا یون های با بار منفی به الکترود مثبت منتقل می شوند. این انتقال یون ها منجر به این می شود که محلول رسانا باشد.

اصول پایه رسانایی سنج ها چیست؟

دو شیوه فنی یا اصل برای اندازه گیری رسانایی وجود دارد:

القایی یا تماسی

رسانایی القایی

رسانایی سنج های القایی یا رسانایی سنج های بدون الکترود از دو سیم پیچ مغناطیسی در یک قاب مقاوم به خوردگی برای اندازه گیری رسانایی یک محلول استفاده می کنند.

وقتی که تجهیز در محلول غرق می شود، یک ولتاژ متناوب به سیم پیچ تحریک اعمال می شود که ولتاژی در سیم پیچ دریافت کننده (سیم پیچی که در آن ولتاژ القا شده است) می سازد. این ولتاژ موجب حرکت جریان یونی متناسب با رسانایی محلول می شود.

                                                     شکل 1- رسانایی سنج کاربرد عادی (Bürkert)

رسانایی تماسی

رسانایی سنج ها الکترودهای رسانایی دارند که از فلز ساخته شده اند و در تماس مستقیم با محلول هستند. رسانایی سنج ولتاژ متناوبی به الکترودها اعمال می کند و میدان ساخته شده در محلول موجب می شود یون ها جلو و عقب حرکت کنند.  این موجب یک جریان بین دو الکترود رسانایی سنج می شود.

                        شکل 2- رسانایی سنج برای کاربردهای بهداشتی (Bürkert)

اصل دیگر رسانایی که باید وقتی از رسانایی سنج استفاده می کنیم مورد دقت قرار گیرد دمای محلول است. رسانایی بسیار به دما وابسته است، بنابراین شما باید یک تجهیز با جبران سازی دمایی انتخاب کنید. باید دستگاه را با دمای یکسان از محلول زیر تست کالیبره کنید.

در شرکت برگ یکی از محصولاتی که جهت رسانایی سنجی ارائه می شود نوع 8228 از Burkert می باشد.

Bürkert نوع 8228 رسانایی سنجی است که در بسیاری از فرآیندهای صنعتی به کار می رود که اندازه گیری هایی در محیط های خشن یا غلیظ از قبیل اسیدها، بازها یا مایعات با محتوی نمک بالا و همچنین محدوده اندازه گیری گسترده مورد نیاز است. در این جا کاربردهایی مانند نظارت بر آب خنک کن (کنترل رقیق سازی)، تصفیه آب صنعتی یا آماده سازی و تشخیص مایعات تمیز کننده برای مثال در فرآیندهای CIP (فرآیند پاکسازی سطوح داخلی لوله ها، مخازن، تجهیزات، فیلترها و اتصالات مرتبط بدون دمونتاژ کردن عمده) می تواند مدنظر باشد.

                        شکل 3-Bürkert  نوع 8228

تجهیز نوع 8228 در 2 نوع وجود دارد. نوع اول که به آن با عنوان Standard ELEMENT نیز یاد می شود یا با دو خروجی قابل تنظیم (یک خروجی دیجیتال و یک خروجی آنالوگ) و یا با 4 خروجی قابل تنظیم (دو خروجی دیجیتال و دو خروجی آنالوگ ) و می تواند مجهز به صفحه نمایش باشد. صفحه نمایش تنها برای تنظیمات راه اندازی (مانند محدوده اندازه گیری، واحد ها، کالیبراسیون، آستانه ها (Thresholds))مورد نیاز است یا برای نمایش مقادیر فرآیند. نوع دوم که Element neutrino نامیده می شود، تجهیزی است بدون صفحه نمایش با حالت ارتباط دیجیتال که می تواند چه با IO Link چه با büS (سیستم باس Bürkert  مبتنی بر CANopen) ارتباط برقرار کند. هر دو نوع به همراه اتصالات فرآیند موجود هستند یا از طریق مهره ماسورهG 2” برای نصب به فیتینگ نوع S020 که به فرآیند متصل است یا از طریق یک کلمپ 2 اینچ مطابق باASME BPE (بر حسب درخواست کلمپ 5/1 اینچ) ) برای کابردهای CIP.

• مناسب برای مایعات تغلیظ شده و محدوده رسانایی گسترده

• انواعی که از پیش جهت راه اندازی مستقیم، پارامترهای آنها تنظیم شده است

• تجهیز اندازه گیری برای اتصال مستقیم به سطح کنترلی (PLC) از طریق سیگنال آنالوگ 4 تا 20 میلی آمپر یا ارتباط IO link دیجیتال یا باس سیستم Bürkert  (büS) مبتنی بر CANopen

• شبیه سازی مقادیر فرآیند برای عیب یابی

• انواع سنسورهای موجود از جنس PP، PVDF یا PEEK