Миниобзор: сравнение двух измерителей проводимости воды (измерителей TDS)

Датчики электропроводностиВыбор производителя

Каталог стационарных датчиков электропроводности, предназначенных для контроля и измерения проводимости разнообразных жидкостей. Подбор кондуктометров с выходным сигналом 4-20 мА и цифровыми интерфейсами для пищевой, химической, фармацевтической промышленности и других отраслей промышленности.

Товаров на странице: 6 12 24 Все Сортировать: По наличию По умолчанию LDL200 датчик электропроводности

Датчик проводимости в гигиеническом исполнении. Жидкие среды: вода, молоко, CIP-жидкости. Принцип измерения: индуктивный. Подключение к процессу: G 1 / адаптер Aseptoflex Vario. Длина зонда: 53 мм. Диапазон измерения: 100…1000000 мкСм/см. Максимальное давление: 16 бар. Выходной сигнал: 4…20 мА. Интерфейс: IO-Link. Температура среды: -25…+100 °C. Материалы корпуса в контакте со средой: нерж. сталь V4A (1.4404) с полировкой. Питание: 18…30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Производитель: IFM ElectronicСрок поставки:3-5 недельLDL100 датчик электропроводности

Датчик проводимости в гигиеническом исполнении. Жидкие среды: вода, молоко, CIP-жидкости. Принцип измерения: индуктивный. Подключение к процессу: G ½. Длина зонда: 56 мм. Диапазон измерения: 100…15000 мкСм/см. Максимальное давление: 16 бар. Выходной сигнал: 4…20 мА. Интерфейс: IO-Link. Температура среды: -25…+100 °C. Материалы корпуса в контакте со средой: нерж. сталь V4A (1.4404) с полировкой. Питание: 18…30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Производитель: IFM ElectronicСрок поставки:3-5 недельдополнительная информация

Уважаемые знатоки, внимание, вопрос:Для какой инженерной задачи одновременно используются речные раки (да-да, с усами и клешнями) и датчики электропроводности? Наверняка кто-то уже сообразил в чем дело, но я не буду долго томить и остальных читателей. И раки, и датчики электрической проводимости используются для контроля качества воды. Речные раки уже много лет трудятся на системах очистки петербургского водоканала — они живут в аквариумах на водозаборах и контролируют уровень токсичности невских вод. Датчики электропроводности также используются для контроля состава водных растворов, ведь способность жидкости проводить ток является одним из параметров для определения количества примесей. В статье рассказываю и про невских раков (спасибо сайту водоканала), и про датчики электрической проводимости. К ракам мы никакого отношения не имеем, а вот датчики швейцарской компании IST вполне себе поставляем.

Про раков

Раки используются петербургским водоканалом как биодатчики. Эти животные очень чувствительны к загрязнениям среды их обитания, поэтому и используются для контроля качества воды. Принцип работы биомониторинга доступно описан на сайте водоканала:

К панцирю рака, сидящего в аквариуме, приклеивается волоконно-оптический датчик, который позволяет незаметно для животного в течение длительного времени регистрировать его сердцебиение. На экран компьютера диспетчера смены непрерывно выводятся уже обработанные результаты показателей сердечного ритма и стресс-индекса раков в виде системы «светофор»: красный, желтый или зеленый световые сигналы. Нормальный сердечный ритм ничем не обеспокоенного рака (соответствующий зеленому сигналу), колеблется, в зависимости от температуры воды от 30 до 60 ударов в минуту, а стресс-индекс обычно близок к нулю. В случае опасности частота сердечных сокращений резко повышается не менее чем на 50%, а стресс-индекс возрастает до нескольких тысяч. При попадании в воду токсичных веществ раки реагируют в течение 1,5-2 минут (это время с учетом обработки данных). Их кардиоритм учащается, приборы дают сигнал тревоги (красный сигнал на мониторе диспетчера смены), по которому автоматически отбираются пробы воды для последующего подробного лабораторного анализа воды химическими и биологическими методами, и оповещаются все службы водопроводной станции. К счастью, за все время работы раков в Водоканале нештатных ситуаций не возникало, а столь «высокие стрессовые показатели» специалисты Санкт-Петербургского научно-исследовательского центра экологической безопасности Российской академии наук, разработавшие этот метод биомониторинга качества воды, получают только при еженедельных профилактических тест-обследованиях раков. Кроме станции биомониторинга, на Главной водопроводной станции есть еще и ферма, основная задача которой – разведение своих, адаптированных к производственному шуму и людям раков. Так животные с рождения привыкают к общению с людьми, природным колебаниям качества невской воды, шуму насосов станции. Раки реагируют и на раздражители, не связанные с загрязнением воды – например на шум включаемого оборудования. Чтобы отсечь ложные срабатывания системы (ложные с точки зрения токсикологической опасности воды), ученые создали специальную аналитическую станцию, которая измеряет ряд характеристик воды — щелочность, температуру, мутность, а также снабжена датчиками шума и вибрации. Если аппаратура зарегистрирует вибрацию, то сигнал опасности в диспетчерскую не поступит, потому что датчики фиксируют момент, когда учащение сердцебиения рака совпадает с шумовым эффектом, и отсекают его, как не связанного с токсикологической опасностью. На службу в Водоканал принимают самых обычных раков. Это достаточно хорошо изученные животные с точки зрения физиологии и токсикологии. Однако для того, чтобы попасть на службу в Водоканал, раки проходят тщательное биохимическое и физиологическое обследование здоровья. Работают только самцы в возрасте 3-5 лет, три дня через шесть. Срок их службы составляет примерно год. Дело в том, что по своей физиологии раки должны зимовать, впадая в этот холодный период в состояние «спячки», а лишение их того, что придумано природой, естественно, ослабляет животное. А к дежурству допускаются только здоровые особи в хорошем функциональном состоянии. В конце 2010 года система биомониторинга с использованием раков была усовершенствована. Если раньше на рабочую смену «выходили» по два рака, то теперь их – шесть. Однако модернизация системы биомониторинга заключается не только в количественных изменениях. С момента запуска биомониторинга у ученых из Санкт-Петербургского научно-исследовательского центра экологической безопасности РАН появились новые разработки. И в 2010 году эти разработки Водоканал внедрил на водопроводных станциях. Модернизация системы биомониторинга включает новые алгоритмы обработки сигналов. Все это вместе – более совершенная система обработки данных, увеличение числа дежурящих раков – повышает надежность биомониторинга, дает новые возможности для оперативного управления системой водоподготовки.

Среди животных-биоиндикаторов — не только раки. Качество воды также контролируется рыбками и двустворчатыми моллюсками, а улитки следят за состоянием воздуха в районе завода по сжиганию осадка сточных вод. Конечно, биомониторинг не является заменой классических методов приборного и лабораторного контроля. Оценка качества воды — это довольно сложная задача, для решения которой всегда применяется набор косвенных признаков. Среди таких признаков — водородный показатель (pH), окисляемость, минерализация, электрическая проводимость и многие другие показатели. Ниже речь пойдет об измерении проводимости.

Про датчики

Датчики электропроводности (они же кондуктометры) — это устройства для измерения способности раствора проводить электрический ток. Эта способность определяется количеством ионов, содержащихся в растворе, а количество ионов является одним из параметров, который используется для определения количества примесей в жидкости.

Принцип работы

В раствор помещается пара токовых электродов, на которую подается переменное напряжение. Содержащиеся в растворе ионы начинают перемещаться, возникает электрический ток i. Существует две схемы измерения проводимости: 2-электродная и 4-электродная. В первом случае падение напряжения Uвых измеряется между токовыми электродами, а в 4-электродной схеме для измерений используют дополнительную пару потенциальных электродов. Падение напряжения Uвых является индикатором проводимости раствора: Электропроводность σ определяется как величина, обратная сопротивлению в заданной ячейке. Ячейкой называют объем, ограниченный токовыми электродами, которые имеют площадь S и удалены друг от друга на расстояние d. Значения S и d определяются геометрией датчика, поэтому являются неизменными и выражаются через константу ячейки k: k = d / S – константа ячейки, см-1 Таким образом, удельная проводимость вычисляется по формуле σ = k / R или σ = (k * i) / Uвых, где переменной и является напряжение Uвых. Проводимость определяется как концентрацией ионов, содержащихся в растворе, так и их мобильностью. Оба эти параметра зависят от температуры раствора, поэтому измерение электрической проводимости должно проводиться совместно с контролем температуры жидкости. С использованием такого датчика можно измерять проводимость в диапазоне от 100 мкСм/см до 200 мСм/см. Ориентировочные значения проводимости для различных растворов приведены в таблице.

Выпускается два типа датчиков проводимости – LFS155 и LFS117, с их характеристиками можно ознакомиться на нашем сайте.

Заключение

В заключении традиционно благодарю читателя за внимание и напоминаю, что вопросы по применению продукции, о которой мы пишем на хабре, можно также задавать на email, указанный в моем профиле.upd: все упомянутые датчики и модули доступны со склада. Больше информации на efo-sensor.ru

• Цена: $4.88

Красивых фото в этом обзоре не будет. ) ЧТО ТАКОЕ TDS? Total Dissolved Solids (TDS) — количество растворенных твердых веществ (минералов, солей или металлов), которые растворены в данном объеме воды, выражают в миллиграммах на литр (мг / л), или в части на миллион (PPM). Чем выше уровень TDS в воде, тем больше вероятность вредных примесей, которые могут представлять опасность для здоровья, препятствовать поглощению молекул воды на клеточном уровне. Согласно требованиям Управления по охране окружающей среды (EPA) максимально допустимый уровень загрязнения воды является 500 мг/литр или 500 частиц на миллион (parts per million, ppm) к общему количеству растворенных в воде твердых частиц. Основные показатели качества воды (описание показателей по ссылке): — мутность и прозрачность — цветность — вкус и привкус — запах — водородный показатель (рН) — жёсткость — электропроводность (именно этот параметр способен измерить обозреваемый приборчик) — окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал, Eh) Это неполный список. Для любителей копнуть поглубже — НОРМАТИВЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ. Вся информация выше честно скопирована из сети. И так. Куплены два TDS-метра (№1 — TDS&EC по ссылке в топике, №2 — TDS-3 ссылка). Оба прибора включены на измерение проводимости в одинаковых единицах (ppm). В промышленности удельная электропроводность воды измеряется при помощи платиновых или стальных электродов, погружаемых в воду, через которые пропускается переменный ток частотой от 50 Гц (в маломинерализованной воде) до 2000 Гц и более (в соленой воде), путем измерения электрического сопротивления. © 1. Смотрим осциллографом, что на электродах приборчиков. №1 Мдя, на синусоиду не похоже. ( Период следования импульсов — около 1 с. №2 Измерение — импульсом одной полярности. Жесть. Период следования — около 700 мс.Собственно сравнение. 2. Водопроводная вода. 3. Питьевая вода из бутылки. 3. Деминерализованная вода (продаётся как дистиллированная) №2: рост проводимости при повышении температуры воды, что как бы соответствует законам физики. №1: снижение проводимости при повышении температуры воды; а вот на дем.воде ситуация меняется на противоположную, что совершенно непонятно. Для исключения влияния температуры измерения электропроводности производятся при постоянной температуре 20°C. Поскольку значение электропроводности и результат измерений зависят от температуры, как только температура повышается хотя бы на 10°C, измеряемая величина электропроводности тоже увеличивается приблизительно на 2 %. Показания пересчитывают по корректировочной таблице: В конструкции обоих обозреваемых приборов присутствует термодатчик. Показание температуры воды приборчики выполняют нормально. TDS-3 согласно описанию, должен иметь термокомпенсацию показаний. По факту термокомпенсация отсутствует у обоих приборов.отсутствует. Поэтому замеры желательно проводить при одинаковой температуре (например 20-22°C), но с учётом п.1 это не особо поможет. 3. «Прибор» №1 в зависимости от температуры показывает полный бред. 4. «Прибор» №2 выполняет замер(ы) импульсами одной полярности. Каким образом это влияет на точность показаний — пёс его знает. 5. (Имхо) нет никакого смысла выполнять калибровку «приборов» при использовании тестовых растворов. Да, можно получить абсолютную точность показаний в каком-то частном случае. Но смысл равен нулю. 6. Как гласит мудрое выражение «Хочешь сделать хорошо, сделай это сам». Так что путь для перфекционистов обозначен: или покупать промышленный кондуктометр за несколько сотен зелёных, или читать литературу по данной тематике и паять схему самостоятельно.Личное мнение о приборчиках На этом всё. Теперь каждый может сделать для себя выводы о целесообразности покупки приборчиков. Всем правильных замеров! Используемые источники:

• https://sensor365.ru/monitoring-i-diagnostika/datchiki-ehlektroprovodnosti/
• https://habr.com/post/282235/
• https://mysku.ru/blog/aliexpress/71199.html