کنداکتیویتی متر بدون الکترود — اصول کاری

کنداکتیویتی متر بدون الکترود (electrodeless) یا تروئیدال (toroidal) یا القایی نام گروه دیگری از کنداکتیویتی مترها یا هدایت سنج‌ها است. برای اندازه گیری کنداکتیوتی محلول‌ها، کنداکتیویتی متر بدون الکترود از روش القای الکترومغناطیس به جای تماس مستقیم الکتریکی استفاده می‌کند. در مقالات قبلی به بیان انواع مختلف و اصول کار کنداکتیوتی مترها پرداختیم. در این مقاله قصد داریم به بررسی اصول کاری و ساختمان کنداکتیویتی متر بدون الکترود بپردازیم.

کنداکتیویتی متر بدون الکترود

در کنداکتیویتی متر بدون الکترود برای اندازه‌گیری هدایت الکتریکی محلول، به جای استفاده از دو یا چهار الکترود که درون محلول غوطه‌ور می‌شوند، از دو سلف تروئیدی (toroidal inductor) استفاده می‌شود. یکی از سلف‌ها برای القای ولتاژ AC به محلول است. سلف دوم هم به منظور اندازه‌گیری شدت جریان الکتریکی حاصل در محلول به کار می‌رود. مزیت اصلی این طراحی، در امان بودن از مشکل رسوب روی الکترودها است. دلیل این مزیت این است که سیم‌پیچ‌های مدار درون یک محفظه تفلون احاطه شده‌اند، بنابراین بین محلول و المان اندازه‌گیر هیچ تماس مستقیمی وجود ندارد. نمایی از اندازه‌گیری کنداکتیویتی محلول با استفاده از هدایت سنج بدون الکترود در تصویر زیر نمایش داده شده است.

ایده اساسی در این ابزار اندازه‌گیری این است که یک سیم‌پیچ اولیه توسط جریان AC تحریک و دارای انرژی می‌شود. سپس جریان الکتریکی که توسط این سیم‌پیچ القا می‌شود از درون محلول تحت آزمایش عبور می‌کند. این جریان نیز به نوبه خود باعث القای یک ولتاژ قابل اندازه‌گیری در سیم‌پیچ ثانویه می‌شود. توجه به این نکته هم ضروری است که اندوکتانس متقابل بین دو سیم‌پیچ در هدایت سنج القایی قابل صرف نظر است.

تنها راه القای ولتاژ در سیم‌پیچ ثانویه این است که یک جریان AC از مرکز سیم‌پیچ و از درون محلول عبور کند. اگر محلول تحت آزمایش هدایت الکتریکی نداشته باشد، سیم‌پیچ ثانویه حتی با وجود نزدیک بودن به سیم‌پیچ اولیه تحریک شده هم دارای ولتاژ القایی نخواهد بود. هرچه مقدار رسانایی محلول بیشتر باشد، مقدار جریان بیشتری از مرکز هر دو سیم‌پیچ و از میان محلول عبور خواهد کرد. بنابراین مقدار ولتاژ القا شده در سیم‌پیچ ثانویه هم بزرگتر خواهد بود. به همین دلیل می‌توان گفت ولتاژ سیم پیچ ثانویه تناسب مستقیم با رسانایی محلول دارد. به این نکته باید توجه کرد که این حالت برخلاف رفتار هدایت سنج‌های تماس مستقیم است که در آن‌ها هر چقدر رسانایی محلول بیشتر باشد، مقدار ولتاژ تولید شده کمتر می‌شود.

مدار الکتریکی معادل کنداکتیویتی متر بدون الکترود

مدار الکتریکی معادل برای پروب یک کنداکتیویتی متر بدون الکترود یا تروئیدی مانند یک جفت ترانسفورمر است که محلول مانند یک مسیر مقاومتی در برابر جریان برای اتصال دو ترانسفورمر به همدیگر عمل می‌کند. این مدار معادل در تصویر زیر نشان داده شده است.

مزایا و معایب هدایت سنج القایی

در هر جایی که امکان داشته باشد استفاده از کنداکتیویتی متر تروئیدال بر استفاده از کنداکتیویتی متر تماس مستقیم ارجحیت دارد. دلیل این امر نیز همان طور که بیان کردیم ایمنی آن‌ها در برابر رسوبات و استحکام و طول عمر بالاتر آن‌ها است. با این وجود، این نوع از کنداکتیویتی مترها دارای حساسیت کافی برای اندازه گیری رسانایی در کاربردهای با خلوص بالا نیست. به عنوان نمونه‌ای از چنین شرایطی می‌توان به رسانایی بویلر فیدواتر (boiler feedwate) و نیز آب فوق خالص (ultra-pure) اشاره کرد که در صنایع داروسازی و نیمه‌رسانا بسیار ضروری هستند.

 همانند سایر ابزارهای دقیق، مشخصات بیان شده توسط کارخانه سازنده بهترین منبع اطلاعات برای شرایط استفاده از کنداکتیویتی مترها در فرایندهای صنعتی مختلف است. در تصویر زیر یک کنداکتیوتی متر بدون الکترود نصب شده روی یک مخزن همراه با ترانسمیتر کنداکتیویتی نشان داده شده است. کنداکتیویتی اندازه گیری شده بر حسب میلی زیمنس بر سانتی متر است که اندازه‌گیری توسط ترانسمیتر به یک سیگنال آنالوگ ۴ تا ۲۰ میلی آمپر تبدیل می‌شود.

کنداکتیویتی متر پریسماتک

شرکت پریسماتک تولید کننده کنداکتیویتی مترهای اینلاین و آزمایشگاهی است. اگر قصد خرید کنداکتیویتی متر دارید، می‌توانید با شماره‌های شرکت تماس بگیرید تا همکاران ما اطلاعات فنی محصولات را به شما ارائه دهند.

کنداکتیویتی متر اینلاین PTCond

کنداکتیویتی متر آزمایشگاهی BPTCond

اگر این مطلب برای شما مفید بود، شاید به مطالب زیر نیز علاقه‌مند باشید:

فلومتر کوریولیس ــ از صفر تا صد

فلومتر الکترومغناطیسی ــ از صفر تا صد

کنداکتیویتی‌متر ــ به زبان ساده

کالیبراسیون ترانسمیتر فشار ــ راهنمای کاری

پریسماتک اولین تولیدکننده رفرکتومتر، فلومتر و کنداکتیویتی‌مترهای صنعتی در انواع مختلف است. برای راهنمایی در انتخاب این ابزارها با شماره‌های شرکت تماس بگیرید.

محصولات پریسماتک:

انواع رفرکتومترهای دیجیتال

انواع فلومترهای الکترومغناطیسی

انواع کنداکتیویتی مترها

منبع