Датчик электропроводности для лаборатории

Как правильно хранить датчики электропроводности?

В руководстве пользователя каждого датчика приведена информация о правилах его краткосрочного или длительного хранения. При длительном хранении датчики проводимости, как правило, держат сухими.

Почему калибровку датчика проводимости выполняют только по одной точке?

Чаще всего электропроводность измеряется в довольно узком диапазоне — например, при анализе одного напитка или только деионизированной воды. Одноточечная калибровка охватывает диапазон между 0 мкСм/см и самой выбранной точкой, поэтому рекомендуется использовать стандарт с более высокой проводимостью, чем ее предполагаемая величина для образца, например 1413 мкСм/см при ожидаемом уровне 1200 мСм/см. Использование второй точки в этом примере не приведет к заметному изменению показаний, поскольку два следующих стандарта — 500 мкСм/см и 12,88 мСм/см — достаточно далеко отстоят от этих значений.  

Многоточечная калибровка электропроводности полезна только при использовании одного и того же датчика в широком диапазоне, например для значений от 50 до 5000 мкСм/см. В этом случае подходящий набор стандартов будет включать 84 мкСм/см, 1413 мкСм/см и 12,88 мСм/см.

Согласно методике 2510B из сборника Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater и ASTM D1125, для получения достоверных показаний достаточно одноточечной калибровки константы ячейки по репрезентативной электропроводности.

Как компенсируется температура при измерении электропроводности?

Существует несколько способов температурной компенсации.

Проводимость водного раствора сильно зависит от температуры (~2 %/°C). По этой причине рекомендуется привязывать каждое измерение к опорной температуре. При измерении электропроводности, как правило, используют значения 20 или 25 °C.

Для разных условий применения были разработаны соответствующие методы температурной компенсации.

• Линейный: для растворов средней и высокой проводимости.
• Нелинейный: природные воды, например грунтовые, поверхностные, питьевая вода и сточные воды.
• Чистая вода: ультрачистая, деионизированная, дистиллированная вода.
• Без компенсации: некоторые стандарты, такие как USP <645>, запрещают любую температурную компенсацию.

Проблема заключается в том, что степень влияния температуры зависит не только от типов ионов, но и от концентрации одного и того же иона. Следовательно, для каждого типа образца должен быть определен коэффициент компенсации — так называемый температурный коэффициент (α). (Это также относится к стандартам калибровки. Во всех кондуктометрах МЕТТЛЕР ТОЛЕДО предусмотрены предварительно заданные температурные таблицы, и компенсация выполняется автоматически.)

Каков ожидаемый срок эксплуатации датчика проводимости (включая InLab^® 741 и 742)?

Датчики электропроводности не имеют срока годности. Если не нарушать указанный температурный диапазон и не подвергать ни датчик, ни кабель механическим нагрузкам и жесткому химическому воздействию, то теоретически с прибором можно работать вечно. Тем не менее из-за жировых отложений и осадка может измениться константа ячейки. В большинстве случаев можно восстановить датчик путем промывания этанолом, изопропиловым спиртом или ацетоном.

Какие датчики электропроводности имеют номинальную или сертифицированную константу ячейки?

В сертификатах датчиков InLab^® 741, InLab 742 и InLab Trace указана измеренная константа ячейки. Константа ячейки этих датчиков точно определяется производителем сразу после изготовления. Измерения проводятся в типовых условиях с использованием стандарта 100 мкСм/см. Константу ячейки из сертификата можно ввести в сам прибор, и дополнительная калибровка по стандартным растворам не нужна.

Поскольку эти три датчика предназначены специально для материалов с низкой электропроводностью, таких как чистая, ультрачистая, дистиллированная или деионизированная вода, на измерительную ячейку загрязнение практически не влияет. Следовательно, константу ячейки можно считать стабильной. Тем не менее очень важно регулярно проверять прецизионность с помощью стандарта электропроводности (например, 10 мСм/см).

Все остальные датчики проводимости МЕТТЛЕР ТОЛЕДО имеют номинальные константы ячейки, указанные в сертификатах. Эти датчики перед началом эксплуатации необходимо калибровать при помощи соответствующих стандартных растворов.

Кроме того, фактическая константа ячейки датчиков InLab^® 731-ISM и InLab^® 738-ISM хранится на чипе ISM^®. Его используют приборы, к которым подключен датчик.

Как избежать ошибок при измерении электропроводности

Советы и рекомендации, приведенные ниже, помогают уменьшить ошибки, связанные с измерением электропроводности.

Необходимо постоянно следить за тем, чтобы поверхности электродов в датчике проводимости были полностью погружены в раствор образца.

Анализируемые образцы и стандартные растворы не следует разбавлять, так как эффект разбавления не линеен.

В зависимости от конструкции датчика электропроводности его положение в стакане с образцом может значительно влиять на результаты измерений из-за возникновения эффектов пограничных слоев вблизи поверхности электродов. Обычно рекомендуется размещать датчик по центру стакана с раствором.

Нередко погрешности измерений возникают из-за воздушных пузырьков, которые могут образовываться на поверхности электродов. Зачастую этот источник ошибок остается незамеченным. Пузырьки при измерении следует удалять. Для этого перед анализом образец недолго перемешивают магнитной мешалкой или, если необходимо, слегка постукивают по датчику электропроводности. Как только пузырьки удалены, измеренное значение электропроводности резко возрастает.

Поскольку точность любого измерения зависит от правильности калибровки, для нее всегда нужно использовать свежие стандарты. В идеале лабораторные стаканы и датчик следует промывать образцом два-три раза, поскольку присутствие загрязняющих веществ может привести к дополнительным ошибкам в результатах.

Наконец, образцы с низкой электропроводностью, такие как пробы чистой или сверхчистой воды, нужно измерять в проточной ячейке. Диоксид углерода растворяется в воде, образуя углекислоту, поэтому результат может превышать фактическое значение. Проточная ячейка гарантирует, что атмосферный CO₂ не соприкасается с образцами и стандартами с низкой проводимостью. Это справедливо как для калибровки, так и для последующего измерения. Перед использованием проточную ячейку и трубку необходимо тщательно промыть.