Как измерить концентрацию раствора в режиме онлайн?

Наиболее известные методы определения концентрации растворов, кислот, электролитов и т.п. это способы известные еще со школьного курса химии: Измерение плотности раствора ареометром и вычисление концентрации с помощью специальных таблиц с применением результатов измерения; Титрование – сравнение объемов раствора неизвестной концентрации с раствором известной концентрации, предварительно подготовив раствор известной концентрации. Эти способы применимы для дискретных производств или домашних условий, если необходимо приготовить раствор для удобрения рассады или подготовить разовый объем «незамерзайки».

В условиях непрерывного производства, например, при подготовке воды для производства напитков, обеспечению водного режима на электростанции при выработке электроэнергии на ТЭЦ, в производстве пищевых продуктов при приготовлении дезинфицирующих растворов для CIP или SIP мойки, такие методы будут тормозить производственный процесс.

Датчики электропроводности жидкостей

Индикаторы аналоговых сигналов

Существует еще один метод, основанный на способности растворов проводить электрический ток и зависимости того, что эта способность, т.е. удельная электропроводность раствора зависит от концентрации раствора.

Величину удельной электропроводности используют в качестве количественной меры раствора электролита, способной проводить электрический ток. Единица электрической проводимости названа в честь немецкого электротехника Сименса.

Эрнст Ве́рнер фон Си́менс (Зименс, Werner von Siemens), 13.12.1816, Ленте, близ Ганновера – 06.12.1892, Шарлоттенбург – известный немецкий изобретатель, учёный, промышленник, основатель фирмы Siemens, общественный деятель.

Электрическая проводимость является величиной обратно пропорциональной электрическому сопротивлению раствора и в зависимости от значения величины выражается в микросименсах на сантиметр (мкСм/см), в миллисименсах на метр (мСм/м) или сименсах на метр (См/м). 1 мкСм/см = 100 мСм/м = 0,1 См/м Зависимости концентрации отдельных видов растворов, особенно водных растворов, от их электрической проводимости давно определены и изложены в графиках аналогичных приведённому нами. Например, для измерения концентрации не йодированной поваренной соли в водном растворе следует исходить из соотношения: 1 мг/литр NaCl = 1,9 мкСм/см. Этот график мы позаимствовали из МУ 34-70-114-85 «Методические указания по применению кондуктометрического контроля для ведения водного режима электростанций». При желании вы легко найдете этот документ с помощью поиска Яндекс.

С помощью чего измерить электропроводность раствора? Для этого человечество придумало прибор Кондуктометр. Существуют лабораторные кондуктометры и промышленные.

Исходя из того, что нас интересует онлайн измерение концентрации растворов, обратимся к промышленным кондуктометрам для измерения электропроводности воды и жидкостей.

К тому же, значение соотношения проводимости и концентрации сильно зависит от температуры раствора, а промышленные измерители проводимости учитывают температуру раствора и автоматически корректируют показания концентрации.

Система онлайн мониторинга концентрации водного раствора может быть построена на основе приборов:

Системы измерения электропроводности жидкости XSON

Датчик проводимости/ концентрации CombiLyz

Масштабируемый индикатор аналоговых сигналов Компактный измеритель проводимости воды AnaCONT

При применении датчика проводимости с масштабируемым индикатором необходимо лишь завести в индикатор коэффициенты, выставить пороги для подачи аварийного сигнала и изменения цвета показаний концентрации в зависимости от ее величины.

Система электропроводности XSON и датчик CombiLyz способны отображать данные на встроенном дисплее или на индикаторе, который идет в комплекте с датчиком проводимости.

Системы измерения электропроводности жидкости XSON

Кондуктометры XSON применяют для измерения удельной электропроводности различных жидких сред. Приборы также используют, чтобы определять температуру. Контроль за показаниями осуществляется постоянно, любые изменения быстро фиксируются прибором.

Технические возможности кондуктометров XSON позволяют контролировать следующие параметры:

• Удельная электропроводность (electrical conductivity, EC).
• Общая минерализация (total dissolved solids, TDS).
• Удельное сопротивление (electrical resistivity, ER).
• Температура контролируемой среды.

Любой из этих параметров может быть передан в систему АСУ ТП предприятия с помощью унифицированных сигналов. Это позволяет не только осуществлять непрерывный мониторинг, но и архивировать данные, составлять тренды, отслеживать динамику и т.п.

Кондуктометры XSON – незаменимое средство измерения и контроля для предприятий, в технологических процессах которых предъявляют жесткие требования к качеству воды и водных растворов. В первую очередь это системы водоподготовки, очистные сооружения, охрана окружающей среды, фармацевтическая и пищевая отрасли. Также линейка кондуктометрических измерителей от XSON может быть использована для следующих отраслей:

• Теплоэнергетика: для котельных аппаратов.
• Гидропоника: оценка состояния водной среды.
• Рыбоводство: анализ качества бассейнов для содержания рыб.
• Химия: контроль за динамикой химических реакций.
• Нефтехимия и пр.

Модельный ряд представлен двумя измерительными модулями XSON-SUP-TDS210-B и XSON-SUP-EC8.0 с пределом измерения 20 мСм/см и 2000 мСм/см соответственно. Большой выбор электродов позволит подобрать сенсор для работы практически с любыми веществами, встречающимися в современной промышленности.

AnaCONT LCK – компактный измеритель проводимости воды (датчик проводимости)

Распространенные отрасли применения датчиков проводимости AnaCONT LCK:

• Промышленная подготовка воды: водоподготовка. После отстойников качественные показатели воды контролируются аналитическими датчиками электропроводности. Величина электропроводимости жидкости – один из основных показателей для дозирования реагентов.
• Очистка сточных вод. Показания электропроводности используют при дозировании и подготовке реагентов.

Датчики проводимости/концентрации CombiLyz

Применение современного высокотехнологичного датчика проводимости/концентрации CombiLyz позволит не только измерять проводимость, но и автоматически пересчитывать ее в значение концентрации раствора с учетом измеренной температуры контролируемого раствора.

Типовые области промышленного применения CombiLyz AFI4/AFI5:

• пищевая индустрия (еда и напитки),
• фармацевтическая отрасль (кислоты, щелочи),
• водные системы, сточные воды, сельское хозяйство и ЖКХ.

Однако наилучшее применение CombiLyz AFI4/AFI5 – измерение проводимости/концентрации/температуры жидкостей на пищевом и фармацевтическом производстве. Для этого CombiLyz AFI4/AFI5 имеет все необходимые допуски и уровень защиты.

Основных исполнений у CombiLyz два:

	AFI4 – интегрированный корпус. Используется в большинстве случаев, дисплей находится в месте монтажа сенсора.
	AFI5 – датчик и дисплей разнесены друг от друга на расстояние до 10 м и связаны кабелем. Используйте такой вариант, если нужно повысить удобство специальным размещением дисплея. Например, при наличии вибраций и ограниченного пространства.