Welche Grundkenntnisse sind beim Umgang mit dem Leitfähigkeitsmessgerät erforderlich? Um eine Elektrodenpolarisation zu vermeiden, erzeugt das Messgerät ein hochstabiles Sinussignal und legt es an die Elektrode an. Der durch die Elektrode fließende Strom ist proportional zur Leitfähigkeit der Messlösung. Nachdem das Messgerät den Strom mittels eines hochohmigen Operationsverstärkers in ein Spannungssignal umgewandelt hat, wird nach programmgesteuerter Signalverstärkung, phasenempfindlicher Detektion und Filterung das die Leitfähigkeit widerspiegelnde Potenzialsignal erfasst. Der Mikroprozessor schaltet abwechselnd das Temperatur- und das Leitfähigkeitssignal ab. Nach Berechnung und Temperaturkompensation werden die Messwerte der bei 25 °C gemessenen Lösung angezeigt.
Das elektrische Feld, das die Ionen in der Messlösung bewegt, wird von den beiden Elektroden erzeugt, die in direktem Kontakt mit der Lösung stehen. Die beiden Messelektroden müssen aus chemikalienbeständigen Materialien bestehen. In der Praxis werden häufig Werkstoffe wie Titan verwendet. Die aus zwei Elektroden bestehende Messelektrode wird als Kohlrausch-Elektrode bezeichnet.
Die Leitfähigkeitsmessung erfordert die Klärung zweier Aspekte: die Leitfähigkeit der Lösung selbst und das geometrische Verhältnis von 1/A in der Lösung. Die Leitfähigkeit lässt sich durch Messung von Strom und Spannung bestimmen. Dieses Messprinzip findet Anwendung in modernen Messgeräten mit Direktanzeige.
Und K=L/A
A – Die effektive Platte der Messelektrode
L – Der Abstand zwischen den beiden Platten
Dieser Wert wird als Zellkonstante bezeichnet. Bei einem homogenen elektrischen Feld zwischen den Elektroden lässt sich die Elektrodenkonstante anhand geometrischer Abmessungen berechnen. Bilden zwei quadratische Platten mit einer Fläche von 1 cm² und einem Abstand von 1 cm eine Elektrode, so beträgt die Konstante dieser Elektrode K = 1 cm⁻¹. Beträgt die mit diesem Elektrodenpaar gemessene Leitfähigkeit G = 1000 μS, so ist die Leitfähigkeit der untersuchten Lösung K = 1000 μS/cm.
Unter normalen Umständen bildet die Elektrode häufig ein teilweise inhomogenes elektrisches Feld. In diesem Fall muss die Zellkonstante mithilfe einer Standardlösung bestimmt werden. Als Standardlösung wird üblicherweise KCl-Lösung verwendet. Dies liegt daran, dass die Leitfähigkeit von KCl unter verschiedenen Temperaturen und Konzentrationen sehr stabil und genau ist. Die Leitfähigkeit einer 0,1 mol/l KCl-Lösung bei 25 °C beträgt 12,88 mS/cm.
Das sogenannte ungleichmäßige elektrische Feld (auch Streufeld oder Leckfeld genannt) ist nicht konstant, sondern hängt von der Art und Konzentration der Ionen ab. Daher ist eine Elektrode mit reinem Streufeld die ungeeignetste Elektrode und kann die Anforderungen eines breiten Messbereichs nicht durch eine einzige Kalibrierung erfüllen.
2. Was ist das Anwendungsgebiet des Leitfähigkeitsmessgeräts?
Anwendungsgebiete: Es kann in großem Umfang zur kontinuierlichen Überwachung von Leitfähigkeitswerten in Lösungen wie Wärmekraft, chemischen Düngemitteln, Metallurgie, Umweltschutz, Pharmazeutika, Biochemikalien, Lebensmitteln und Leitungswasser eingesetzt werden.
3. Wie hoch ist die Zellkonstante des Leitfähigkeitsmessgeräts?
„Gemäß der Formel K = S/G kann die Zellkonstante K durch Messung der Leitfähigkeit G der Leitfähigkeitselektrode in einer KCl-Lösung bestimmter Konzentration bestimmt werden. Dabei ist die Leitfähigkeit S der KCl-Lösung bekannt.“
Die Zellkonstante des Leitfähigkeitssensors beschreibt präzise die geometrischen Eigenschaften der beiden Elektroden. Sie entspricht dem Längenverhältnis der Probe im kritischen Bereich zwischen den beiden Elektroden und beeinflusst direkt die Empfindlichkeit und Genauigkeit der Messung. Für die Messung von Proben mit niedriger Leitfähigkeit sind niedrige Zellkonstanten erforderlich, für die Messung von Proben mit hoher Leitfähigkeit hingegen hohe. Das Messgerät muss die Zellkonstante des angeschlossenen Leitfähigkeitssensors kennen und die Messwerte entsprechend anpassen.
4. Wie lauten die Zellkonstanten des Leitfähigkeitsmessgeräts?
Die Zwei-Elektroden-Leitfähigkeitselektrode ist derzeit die in China am weitesten verbreitete Art von Leitfähigkeitselektrode. Der Aufbau der experimentellen Zwei-Elektroden-Leitfähigkeitselektrode besteht darin, zwei Platinbleche auf zwei parallele Glasplatten oder die Innenwand eines runden Glasrohrs zu sintern. Durch die Anpassung der Platinblechfläche und des Abstands lassen sich Leitfähigkeitselektroden mit unterschiedlichen Leitfähigkeitskonstanten herstellen. Üblicherweise gibt es Typen wie K=1, K=5, K=10 und weitere.
Das Funktionsprinzip des Leitfähigkeitsmessgeräts ist sehr wichtig. Bei der Auswahl eines Produkts sollte man auch auf einen guten Hersteller achten.
Veröffentlichungsdatum: 15. Dezember 2021