هدایت سنج/کنداکتیویمتر / EC متر
هدایت سنج ها جهت آنالیز آب خالص، آزمایشات محیطی جهت تعیین سلامت حوضچه‌ها و سایر بسترهای آب به کار می‌روند.
EC متردستگاهی است که برای اندازه‌گیری هدایت الکتریکی مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این دستگاه بیش از همه در کشاورزی هایدروپونیک کاربرد دارد و ممکن است در هر آزمایشگاه دیگری هم یافت شود.
EC چیست (هدایت الکتریکی در آب) ؟
هدایت الکتریکی ( EC ) آب توانایی هدایت یک جریان الکتریکی است .
نمک‌ها و دیگر مواد شیمیایی که در آب حل می‌شوند می‌توانند به یون‌های باردار منفی و مثبت تجزیه شوند.
این یون‌های آزاد در آب الکتریسیته را هدایت می‌کنند؛ بنابراین رسانا بودن الکتریکی آب بستگی به غلظت یون‌ها دارد.
EC آب شاخصی برای خالص بودن آب است. هرچه آب خالصتر باشد میزان رسانایی آن کمتر است . در دنیای واقعی، آب مقطر تقریبا یک عایق است ولی آب نمک یک هادی رسانایی بسیار موثر است .
هدایت سنج یک وسیله‌ی اندازه‌گیری هدایت الکتریکی است که هدایت الکتریکی در یک محلول را اندازه‌گیری می‌کند.
استفاده از EC متر در سیستم‌های آب شیرین ، پرورش ماهی ، رشد و نمو گیاهان hydroponics در آب‌های مغذی برای بررسی میزان مواد مغذی ، نمک ها و ناخالصی‌ها در آب ، متداول است .
برای کاربردهای مختلف انواع مختلفی از این دستگاه وجود دارد EC متر قلمی، EC متر پرتابل و EC متر رومیزی هرکدام مزایایی برای کاربر ایجاد می‌کنند و طبیعتاً محدودیت‌هایی هم دارند. انواع قلمی و پرتابل طوری طراحی شده‌اند که برای استفاده در محیط خارج از آزمایشگاه مناسب باشند. نوع رومیزی قابل حمل به خارج از آزمایشگاه نیست، معمولا با برق شهری کار می‌کند و علاوه بر هدایت الکتریکی قابلیت اندازه‌گیری میزان شوری (TDS)، مقاومت الکتریکی، PH ، دما و NaCl موجود را دارد. کالیبراسون اتوماتیک، کالیبراسیون چند نقطه‌ای و قابلیت ذخیره اطلاعات امکانات دیگری است که امروزه بیشتر تولیدکنندگان روی دستگاه‌ها قرار می‌دهند.
اصول کار EC متر
EC مترهای متداول آزمایشگاهی از روش یک پتانسیل سنج به همراه ۴ الکترود استفاده می‌کنند. اغلب اوقات الکترودها استوانه‌ای هستند و به صورت متحدالمرکز منظم شده‌اند . این الکترودها معمولاً از فلز پلاتین ساخته شده‌اند. جریانی به جفت خارجی الکترودها وارد می‌شود. پتانسیل بین جفت داخلی اندازه‌گیری می‌شود . هدایت الکتریکی را می‌توان با استفاده از فاصله‌ی بین الکترودها و منطقه‌ی سطحی آنها با استفاده از قانون اهم در EC متر اندازه‌گیری کرد ولی به طور کلی، برای دقت بیشتر، از یک روش کالیبراسیون با استفاده از الکترولیت‌های دارای ضریب هدایت شناخته شده استفاده می‌شود .
سنسورهای تعیین ضریب هدایت صنعتی در EC متر اغلب اوقات از یک روش القایی استفاده می‌کنند که این مزیت را دارد که مایع بخش‌های الکتریکی سنسور را مرطوب نمی‌کند. در این جا ، کویل‌های جفت شده به صورت القایی استفاده می‌شوند. یکی سیم پیچ ( کویل ) هادی رسانایی است که میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند و ولتاژ مشخصی به آن وارد می‌شود . دیگری یک کویل ثانویه از یک مبدل ( ترنسفورمر ) را شکل می‌دهد. مایع عبوری از میان یک کانال در سنسور در سیم پیچ دوم مبدل یک پیچ خوردگی شکل می‌دهد . جریان القا شده خروجی سنسور است .
ضریب هدایت یک محلول بسیار وابسته به دما است، در نتیجه مهم است که یا از ابزار عایق دمایی استفاده شود یا ابزار را در دمایی مشابه با محلول اندازه‌گیری کالیبره کنیم . برخلاف فلزات ، ضریب هدایت الکترولیت‌های متداول در EC متر معمولاً با افزایش دما ، افزایش می‌یابد .
رابطه EC با TDS
در آب تقریباً خالص رابطه بین هدایت الکتریکی و غلطت کل املاح به صورت زیر است:
EC=2TDS
وقتی غلظت ناخالصی‌ها در آب زیاد شود، یون‌ها بر روی حرکت یکدیگر اثر منفی گذاشته و دیگر هدایت الکتریکی محلول با غلظت یون‌ها رابطه خطی نخواهد داشت.در واقع رابطه بین TDS و EC برای هر نمونه آب فرق دارد و بستگی به غلظت و نوع ناخالصی‌های موجود در آب دارد. برای بسیاری از آب‌های شهری و طبیعی فرمول زیر برقرار می‌باشد.
EC (μmho/cm)= (mg/l)TDS
کاربرد اندازه کنداکتیوی متر یا هدایت سنج
هدایت سنج‌ها جهت آنالیز آب خالص، آزمایشات محیطی جهت تعیین سلامت حوضچه‌ها و سایر بسترهای آب به کار می‌روند. همچنین تعدادی از مراحل تولید مانند ترکیب کردن یا شستشو PCD به رسانایی محلول حساس هستند و اندازه‌گیری رسانایی امری الزامی است. هدایت سنج‌ها در تصفیه آب، آکواریوم، نوشیدنی‌ها، مکان‌های تخم‌گذاری ماهی‌ها، تهیه غذا، عکاسی، آزمایشگاه، صنعت کاغذسازی، صنعت آب‌کاری و کنترل کیفیت کاربرد دارند.
نکات مهم در انتخاب یک کنداکتیوی متر یا هدایت سنج
- بازه اندازه‌گیری
- دقت اندازه‌گیری
- دارا بودن سنسور دمایی ، ATC (جبران ساز دمایی اتوماتیک)
- دارابودن استاندارد IP67، ضد آب
- قابلیت کالیبره کردن اتوماتیک
- قابلیت سنجش PH تا ۱۴ با قابلیت اندازه گیری اکسیژن تا ۲۰ ppm
- قابلیت سنجش PH, EC, TDS, MV
