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.

Но 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:

Компактный измеритель проводимости воды (датчик проводимости) AnaCONT

Масштабируемый индикатор аналоговых сигналов

Необходимо лишь завести в индикатор коэффициенты графика, выставить пороги для подачи аварийного сигнала и изменения цвета показаний концентрации в зависимости от ее величины.

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.