Produkter » Lav ledningsevne -princip

Medium_industri-08

Måling af Ledningsevne er vidt udbredt og meget brugbar metode til blandt andet overvågning af fødevands renhed, drikkevandskontrol, spildevandskontrol etc.


Denne artikel vil give en kort teoretisk introduktion til ledningsevne i flydende opløsninger,hvilket gerne skulle bidrage til forståelsen af,hvad en ledningsevne måling reelt indeholder.

Måling af ledningsevne.

Høj driftsikkerhed, god følsomhed, samt en relativt lille omkostning har gjort ledningsevnemålingen til en udbredt målemetode i industrien.
Ledningsevnemåling anvendes primært til kontrol og overvågning af vand eller andre vandige opløsninger i og til processen, det kan være renheden eller forureningen af emnet.

Måleprincippet

Måleprincippet for ledningsevne er en bestemmelse af den ioniske styrke i en opløsning. Eller med andre ord, en opløsnings elektriske ledningsevne. Målemetoden kan ikke skelne mellem de forskellige typer af ioner, men er kun et udtryk for den resulterende opløsnings ioniske styrke. Måleprincippet kan altså ikke anvendes til at bestemme specifikke ioner i den sammensatte opløsning.


En opløsnings evne til at lede er afhængig af:
                -Koncentrationen af ioner
                -Mobilitet af ioner
                -Polariseringseffekt
                -Temperatur


Hvad er ledningsevne?

Ledningsevnen er opløsningens, i princippet alle materialers, evne til at lede en elektrisk strøm.
Strømmen i en opløsning er båret af kationer (+) og anioner (-).
Ledningsevne kan måles ved at tilføre en strøm (I) til to elektroder, der er sat ned i opløsningen, og måle den resulterende spænding (V) ved denne proces. Kationerne (+) vandrer mod den negative elektrode, og anioner (-) vandrer mod den positive elektrode, og opløsningen virker som en elektrisk leder.


Cellens geometriske opbygning.

For at kunne relatere begrebet ledningsevne i opløsningen kan vi kigge på en simplificeret model af en ledningsevnecelle.
To elektroder med et givent areal placeres i en opløsning.
Opløsningen kan betragtes som en afgrænset volumen mellem arealet ”A” og længden ”L”.
Det effektive areal af elektroderne er proportionalt med mængden af ioner, en arealforøgelse vil forøge volumen af ”søjlen” mellem elektroderne.
Flere ioner, bedre mulighed for at lede strøm.
Forøges afstanden mellem elektroderne, vil kraften af det genererede elektriske felt aftage. – Ved en simpel betragtning i forhold til Ohm’s lov U = R • I, betyder det, at modstanden stiger, når L forøges.




Celle konstant

C = L / a [ cm-1]
C = Celle konstant [ cm-1]
L = Afstand mellem elektroder [cm]
a = Effektive areal af elektroder [cm2]
Cellekonstanten er således bestemt af cellens geometriske opbygning. Ud fra betragtningen om resistansen i opløsningen kan ledningsevne i opløsningen nu bestemmes.
Ledningsevne
k = G • C [S/cm]
k = Ledningsevne [S/cm]
G = Konduktans [S]
C = Celle konstant [cm-1]
Cellekonstanten er normalt oplyst fra leverandøren. Ved installationen af cellen på et givent målesystem/transmitter, skal denne konstant derfor indtastes, så beregningen kan konverteres til ledningsevne. Husk på, at det er konduktansen, der måles, opløsningens evne til at lede [S], men det er denne konduktans sammen med cellekonstanten, der giver ledningsevne [S/cm].

Polarisering

Tilførelse af en elektrisk strøm til to elektroder i en opløsning kan forårsage ophobning af ioner ved elektrodernes overflade. Denne akkumulering af ioner medvirker til en øget modstand i polariseringszonen samt eventuel kemisk reaktion på overfladen af elektroderne. Hvilket naturligvis kan ændre i opløsningens evne til at lede strømmen, hvilket igen resulterer i fejlmålinger. Polariseringeffekt er mest udtalt ved høj ledningsevne.

 


Undgå polarisering

Polariserings effekt kan reduceres eller undgås ved enten at skifte polariteten på elektroderne (vekselstrøm) eller benytte sig af en 4 elektrode celle. 4 elektrode cellen bygger på princippet at ledningsevnen måles af to yderligere elektroder placeret mellem de oprindelige elektroder, og er derfor ikke influeret af polarisering.

Kontakt mig

Udfyld nedenstående felter, klik send, og vi vil kontakte dig snarest muligt.

 

Løsninger

Vi har igennem årene løst mange måle- og styringsopgaver i mange forskellige brancher, hver branche har sine udfordringer.

Herunder viser vi nogle af disse løsninger eller beskrivelse af et produkts muligheder.