أخبار - ما هو مستشعر التوصيل الكهربائي في الماء؟

تعتبر الموصلية معلمة تحليلية تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك تقييم نقاء المياه، ومراقبة التناضح العكسي، والتحقق من صحة عملية التنظيف، والتحكم في العمليات الكيميائية، وإدارة مياه الصرف الصناعي.

مستشعر التوصيلية للبيئات المائية هو جهاز إلكتروني مصمم لقياس التوصيلية الكهربائية للماء.

من حيث المبدأ، يتميز الماء النقي بموصلية كهربائية ضئيلة. وتعتمد الموصلية الكهربائية للماء بشكل أساسي على تركيز المواد المتأينة المذابة فيه، وتحديداً الجسيمات المشحونة مثل الكاتيونات والأنيونات. وتنشأ هذه الأيونات من مصادر مثل الأملاح الشائعة (مثل أيونات الصوديوم Na⁺ وأيونات الكلوريد Cl⁻)، والمعادن (مثل أيونات الكالسيوم Ca²⁺ وأيونات المغنيسيوم Mg²⁺)، والأحماض، والقواعد.

يوفر المستشعر، من خلال قياس التوصيل الكهربائي، تقييمًا غير مباشر لمعايير مثل إجمالي المواد الصلبة الذائبة، والملوحة، أو مدى التلوث الأيوني في الماء. وتشير قيم التوصيل الأعلى إلى تركيز أكبر للأيونات الذائبة، وبالتالي انخفاض نقاء الماء.

مبدأ العمل

يعتمد مبدأ التشغيل الأساسي لمستشعر التوصيلية على قانون أوم.

المكونات الرئيسية: تستخدم أجهزة استشعار الموصلية عادةً إما تكوينات ثنائية الأقطاب أو رباعية الأقطاب.
1. تطبيق الجهد: يتم تطبيق جهد متناوب عبر زوج واحد من الأقطاب الكهربائية (أقطاب القيادة).
2. هجرة الأيونات: تحت تأثير المجال الكهربائي، تهاجر الأيونات الموجودة في المحلول نحو الأقطاب الكهربائية ذات الشحنة المعاكسة، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي.
3. قياس التيار: يتم قياس التيار الناتج بواسطة المستشعر.
4. حساب الموصلية: باستخدام الجهد المطبق المعروف والتيار المقاس، يحدد النظام المقاومة الكهربائية للعينة. ثم تُستنتج الموصلية بناءً على الخصائص الهندسية للمستشعر (مساحة القطب والمسافة بين الأقطاب). وتُعبّر العلاقة الأساسية كما يلي:
الموصلية (G) = 1 / المقاومة (R)

لتقليل عدم دقة القياس الناتجة عن استقطاب الأقطاب الكهربائية (بسبب التفاعلات الكهروكيميائية على سطح القطب الكهربائي) والتأثيرات السعوية، تستخدم أجهزة استشعار التوصيل الحديثة الإثارة بالتيار المتردد (AC).

أنواع أجهزة استشعار الموصلية

توجد ثلاثة أنواع رئيسية من أجهزة استشعار الموصلية:
• تعتبر أجهزة الاستشعار ثنائية الأقطاب مناسبة لقياسات المياه عالية النقاء والمنخفضة التوصيل.
تُستخدم أجهزة الاستشعار ذات الأربعة أقطاب الكهربائية في نطاقات التوصيل المتوسطة إلى العالية، وتوفر مقاومة محسنة للتلوث مقارنة بتصميمات الأقطاب الكهربائية الثنائية.
• تُستخدم أجهزة استشعار التوصيلية الاستقرائية (الحلقية أو عديمة الأقطاب) لمستويات التوصيلية المتوسطة إلى العالية جدًا، وتتميز بمقاومة فائقة للتلوث نظرًا لمبدأ القياس غير التلامسي الخاص بها.

تلتزم شركة شنغهاي بوكو للأجهزة المحدودة بمجال مراقبة جودة المياه منذ 18 عامًا، حيث تقوم بتصنيع أجهزة استشعار عالية الجودة لجودة المياه، والتي تم توزيعها في أكثر من 100 دولة حول العالم. وتقدم الشركة الأنواع الثلاثة التالية من أجهزة استشعار الموصلية:

DDG - 0.01 - / - 1.0/0.1
قياس الموصلية المنخفضة في أجهزة الاستشعار ثنائية الأقطاب
التطبيقات النموذجية: تحضير المياه، والمستحضرات الصيدلانية (المياه للحقن)، والأغذية والمشروبات (تنظيم المياه وتحضيرها)، إلخ.

EC-A401
قياس الموصلية العالية في أجهزة الاستشعار ذات 4 أقطاب
التطبيقات النموذجية: عمليات التنظيف في المكان/التعقيم في المكان، والعمليات الكيميائية، ومعالجة مياه الصرف الصحي، وصناعة الورق (التحكم في الطهي والتبييض)، والأغذية والمشروبات (مراقبة فصل الطور).

IEC-DNPA
مستشعر قطب كهربائي حثي، مقاوم للتآكل الكيميائي الشديد
التطبيقات النموذجية: العمليات الكيميائية، صناعة اللب والورق، صناعة السكر، معالجة مياه الصرف الصحي.

مجالات التطبيق الرئيسية

تُعد أجهزة استشعار الموصلية من بين أكثر الأدوات استخدامًا في مراقبة جودة المياه، حيث توفر بيانات بالغة الأهمية عبر مجموعة من القطاعات.

1. مراقبة جودة المياه وحماية البيئة
- مراقبة الأنهار والبحيرات والمحيطات: تستخدم لتقييم جودة المياه بشكل عام والكشف عن التلوث الناتج عن تصريف مياه الصرف الصحي أو تسرب مياه البحر.
- قياس الملوحة: أمر ضروري في البحوث الأوقيانوغرافية وإدارة تربية الأحياء المائية للحفاظ على الظروف المثلى.

2. التحكم في العمليات الصناعية
- إنتاج المياه فائقة النقاء (على سبيل المثال، في صناعات أشباه الموصلات والصناعات الدوائية): يتيح مراقبة عمليات التنقية في الوقت الفعلي لضمان الامتثال لمعايير جودة المياه الصارمة.
- أنظمة تغذية المياه للغلايات: تسهل التحكم في جودة المياه لتقليل الترسبات والتآكل، وبالتالي تعزيز كفاءة النظام وطول عمره.
- أنظمة تدوير مياه التبريد: تسمح بمراقبة نسب تركيز المياه لتحسين جرعات المواد الكيميائية وتنظيم تصريف مياه الصرف الصحي.

3. معالجة مياه الشرب ومياه الصرف الصحي
- يتتبع الاختلافات في جودة المياه الخام لدعم التخطيط الفعال للعلاج.
- يساعد في التحكم في العمليات الكيميائية أثناء معالجة مياه الصرف الصحي لضمان الامتثال التنظيمي والكفاءة التشغيلية.

4. الزراعة وتربية الأحياء المائية
- يراقب جودة مياه الري للتخفيف من خطر تملح التربة.
- ينظم مستويات الملوحة في أنظمة الاستزراع المائي للحفاظ على بيئة مثالية للأنواع المائية.

5. البحث العلمي والتطبيقات المختبرية
- يدعم التحليل التجريبي في تخصصات مثل الكيمياء وعلم الأحياء وعلوم البيئة من خلال قياسات التوصيل الدقيقة.

اكتب رسالتك هنا وأرسلها لنا

وقت النشر: ٢٩ سبتمبر ٢٠٢٥