تأثیر حباب های هوا در نمونه در اندازه گیری اندازه گیری متر چیست؟

حباب های هوا در یک نمونه می توانند به طور قابل توجهی بر صحت اندازه گیری یک متر هدایت تأثیر بگذارند. ما به عنوان یک تأمین کننده پیشرو در مترها ، با موارد متعددی روبرو شده ایم که حباب هوا در نمونه ها باعث قرائت نادرست شده است. در این وبلاگ ، ما به تأثیرات حباب های هوا بر اندازه گیری های اندازه گیری رسانا می پردازیم ، مکانیسم های اساسی را درک می کنیم و در مورد راه حل های بالقوه برای کاهش این مسائل بحث خواهیم کرد.

چگونه مترهای رسانایی کار می کنند

قبل از بررسی تأثیر حباب های هوا ، درک چگونگی عملکرد کنتورهای هدایت ضروری است. رسانایی اندازه گیری توانایی راه حل در انجام جریان الکتریکی است. مترهای رسانایی به طور معمول از دو الکترود غوطه ور در نمونه استفاده می کنند. یک جریان متناوب در این الکترودها اعمال می شود و متر جریان جریان حاصل را اندازه گیری می کند. هدایت آن بر اساس رابطه بین ولتاژ اعمال شده ، جریان اندازه گیری شده و هندسه الکترودها محاسبه می شود.

تأثیر حباب های هوا بر اندازه گیری های هدایت

1. اختلال در مسیر الکتریکی

حباب های هوا به عنوان عایق در نمونه عمل می کنند. هنگامی که حباب های هوا بین الکترودهای یک متر هدایت وجود دارد ، آنها مسیر الکتریکی مداوم را از طریق محلول قطع می کنند. این وقفه باعث کاهش سطح صلیب مؤثر می شود که از طریق آن جریان الکتریکی می تواند جریان یابد. در نتیجه ، جریان اندازه گیری شده پایین تر از نمونه ای است که در یک نمونه حباب وجود دارد. از آنجا که هدایت مستقیم با جریان فعلی مرتبط است ، خواندن هدایت از نظر مصنوعی کم خواهد بود.

به عنوان مثال ، وضعیتی را در نظر بگیرید که حباب هوا قابل توجه بین الکترودها به دام افتاده باشد. حباب هوا به طور موثری بخشی از محلول را از شرکت در فرآیند هدایت مسدود می کند. این شبیه به کاهش اندازه الکترودها یا افزایش فاصله بین آنها است ، که هر دو منجر به کاهش هدایت اندازه گیری شده می شوند.

2. تنش سطح و چسبندگی حباب

حباب های هوا به دلیل تنش سطح می توانند به سطح الکترودها پایبند باشند. این چسبندگی یک لایه غیر رسانا بین الکترود و نمونه ایجاد می کند. حضور این لایه بیشتر مانع جریان جریان الکتریکی بین الکترودها می شود. حتی حباب های کوچک که به سطح الکترود چسبیده اند می توانند خطاهای قابل توجهی در اندازه گیری هدایت ایجاد کنند.

علاوه بر این ، شکل و اندازه حباب ها می توانند با گذشت زمان تغییر کنند. با حرکت حباب یا همبستگی ، مسیر الکتریکی بین الکترودها به طور مداوم در حال تغییر است. این منجر به نوسانات در رسانایی اندازه گیری شده می شود و به دست آوردن خواندن پایدار و دقیق دشوار است.

3. ترکیب نمونه متناقض

حباب های هوا همچنین می توانند باعث ایجاد تغییرات محلی در ترکیب نمونه در اطراف الکترودها شوند. هنگامی که یک حباب وجود دارد ، غلظت یون ها در مجاورت فوری حباب ممکن است با غلظت فله نمونه متفاوت باشد. این امر به این دلیل است که حباب می تواند مقداری از محلول را جابجا کند و منجر به غلظت یون پایین تر در ناحیه اطراف حباب شود. از آنجا که هدایت مستقیم با غلظت یون در محلول مرتبط است ، این تغییرات محلی می تواند منجر به اندازه گیری هدایت نادرست شود.

پیامدهای واقعی - جهانی

در کاربردهای صنعتی ، اندازه گیری هدایت نادرست می تواند عواقب جدی داشته باشد. به عنوان مثال ، در کارخانه های تصفیه آب ، از رسانایی اغلب به عنوان شاخصی از میزان نمک آب یا وجود آلاینده ها استفاده می شود. اگر حباب های هوا در نمونه آب باعث می شود که خواندن هدایت نادرست باشد ، می تواند منجر به دوز نادرست مواد شیمیایی برای تصفیه آب شود. این می تواند منجر به کیفیت بهینه آب یا حتی آسیب به تجهیزات تصفیه شود.

در صنعت غذا و آشامیدنی ، از اندازه گیری های هدایت برای نظارت بر کیفیت و ترکیب محصولات استفاده می شود. حباب های هوا در نمونه می توانند منجر به خوانش های دروغین شوند که ممکن است باعث سوء تفسیر از کیفیت محصول شود و منجر به خطاهای تولید یا منابع هدر رفته شود.

کاهش اثرات حباب های هوا

1 آماده سازی نمونه

تهیه نمونه مناسب برای به حداقل رساندن وجود حباب های هوا بسیار مهم است. یک راه این است که قبل از اندازه گیری ، نمونه را به آرامی هم بزنید. هم زدن به آزاد کردن هر حباب هوای به دام افتاده کمک می کند و توزیع همگن تر یونها در محلول را تضمین می کند. با این حال ، باید مراقب باشید که حباب های هوای جدیدی را هنگام هم زدن معرفی نکنید.

روش دیگر این است که اجازه دهید نمونه برای یک دوره کوتاه بنشیند تا حباب ها به سطح بالا بروند و فرار کنند. این به ویژه برای حباب های بزرگتر مؤثر است. علاوه بر این ، فیلتر کردن نمونه از طریق یک فیلتر مش ریز می تواند ذرات بزرگتر و برخی از حباب های هوا را از بین ببرد.

2. طراحی الکترود

برخی از کنتورهای رسانایی با ویژگی هایی برای کاهش تأثیر حباب های هوا طراحی شده اند. به عنوان مثال ، الکترودها با سطح خشن یا متخلخل می توانند به جلوگیری از چسبندگی حباب کمک کنند. سطح خشن نیروهای تنش سطح را که باعث می شوند حباب ها به الکترود بچسبند ، مختل می کند.

علاوه بر این ، برخی از متر ها از الکترودهایی با شکل یا پیکربندی خاص استفاده می کنند که احتمال گرفتاری حباب را به حداقل می رساند. به عنوان مثال ، الکترودها با فاصله کمی بین آنها می توانند فضایی را که در آن حباب ها به دام می افتد ، کاهش دهد.

3. کالیبراسیون ابزار

کالیبراسیون منظم کنتور هدایت ضروری است ، به خصوص هنگام برخورد با نمونه هایی که ممکن است حاوی حباب هوا باشد. کالیبراسیون به پاسخگویی به هرگونه خطای سیستماتیک که با وجود حباب ها وارد می شوند ، کمک می کند. با کالیبراسیون کنتور با استفاده از استانداردهای بدون حباب ، متر را می توان تنظیم کرد تا حتی در حضور برخی از حباب ها ، خوانش های دقیق تری را ارائه دهد.

ابزارهای نظارت بر کیفیت آب مرتبط

در حالی که کنتورهای رسانایی برای اندازه گیری هدایت الکتریکی یک نمونه ضروری است ، سایر ابزارهای نظارت بر کیفیت آب نیز برای درک جامع از کیفیت آب بسیار مهم هستند. به عنوان مثال ، الفاکسیژن حل شدهآنالایزر میزان اکسیژن حل شده در آب را اندازه گیری می کند ، که برای بقای موجودات آبزی بسیار حیاتی است. درآنالایزر کل نیتروژن آنلاینمی تواند میزان کل نیتروژن موجود در آب را تعیین کند ، که یک شاخص مهم آلودگی آب است. بوهاایستگاه نظارت خودکار با کیفیت آبمی تواند چندین سنسور ، از جمله کنتورهای رسانایی را برای نظارت مداوم پارامترهای مختلف کیفیت آب ادغام کند.

پایان

حباب های هوا در یک نمونه می توانند تأثیر قابل توجهی در صحت اندازه گیری های اندازه گیری متر داشته باشند. آنها مسیر الکتریکی را مختل می کنند ، به الکترودها پایبند هستند و باعث ایجاد تغییرات محلی در ترکیب نمونه می شوند. این اثرات می تواند منجر به خوانش های هدایت نادرست و ناپایدار شود که می تواند پیامدهای جدی در صنایع مختلف داشته باشد.

با این حال ، با انجام اقدامات مناسب مانند تهیه نمونه مناسب ، استفاده از الکترودهای خوب طراحی شده و کالیبراسیون منظم ، می توان تأثیر حباب های هوا را به حداقل برساند. ما به عنوان یک تامین کننده متر هدایتگر ، ما متعهد هستیم که ابزارهای با کیفیت بالا و پشتیبانی فنی را ارائه دهیم تا به مشتریان خود کمک کنیم تا اندازه گیری های هدایت دقیق و قابل اعتماد را بدست آورند.

اگر در اندازه گیری های رسانایی خود با حباب های هوا با مشکل روبرو هستید یا به دنبال راه حل های قابل اطمینان نظارت بر کیفیت آب هستید ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای بحث بیشتر و تهیه بالقوه با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده است تا در یافتن بهترین راه حل ها برای نیازهای خاص خود به شما کمک کند.

منابع

• Skoog ، DA ، West ، DM ، Holler ، FJ ، & Crouch ، SR (2013). اصول شیمی تحلیلی. یادگیری Cengage.
• هریس ، دی سی (2016). تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی. WH فریمن و شرکت.
• ASTM International. (2019). روش تست استاندارد برای هدایت الکتریکی و مقاومت در برابر آب. ASTM D1125 - 19.