در صنایع از تصفیه آب تا داروسازی، پردازش شیمیایی تا تولید برق، اندازه گیری رسانایی محلول های آبی برای تضمین کیفیت محصول بسیار مهم است.بهره وری فرآیندهدایت پذیری، توانایی یک راه حل برای حمل یک جریان الکتریکی، بینش های حیاتی را نشان می دهد:نظارت بر ناخالصی های موجود در آب غیرمعدن شده) به غلظت مواد شیمیایی یون شده حل شده (به عنوان یک رهبر جهانی در فناوری اندازه گیری صنعتی،"یوکواوا" یک مجموعه جامع از حسگرهای رسانایی "یوکواوا" را طراحی کرده است که برای انجام این وظایف با دقت بی نظیر طراحی شده است.این مقاله به بررسی علم پشت اندازه گیری رسانایی، ویژگی های منحصر به فرد سنسورهای یوکوگاوا، چگونگی انتخاب مدل مناسب برای برنامه خود،و چرا این سنسورها به عنوان یک انتخاب قابل اعتماد برای عملیات صنعتی در سراسر جهان برجسته می شوند.

درک رسانایی: علم پشت اندازه گیری
قبل از اینکه به راه حل های یوکوگاوا بپردازیم، درک اصول هدایت پذیری ضروری است. در هسته آن، هدایت پذیری معادل مقاومت الکتریکی است (که از قانون اوم مشتق شده است،(E = I cdot R))، که در سیمنس در هر سانتی متر (S/cm) یا میکروسیمنس در هر سانتی متر (μS/cm) اندازه گیری می شود. چه چیزی محلول را هدایت کننده می کند؟ ذرات ایونی مانند سدیم (Na+) ، کلسیم (Ca2+) ، کلراید (Cl−) ،یا هیدروکسید (OH−) که جریان الکتریکی را از طریق مایع حمل می کندمهمتر از همه، رسانایی یک اندازه گیری *غیرمخصوص* است: آن مقدار کل محتوای یونی را اندازه گیری می کند اما نمی تواند بین انواع یون های فردی تمایز قائل شود. این باعث می شود که آن را برای اندازه گیری سریع،ارزیابی های مقرون به صرفه از خلوص آب یا غلظت شیمیایی، اگرچه آن را جایگزین تجزیه و تحلیل هدفمند برای آلاینده های خاص نیست.

چالش های اصلی در اندازه گیری رسانایی شامل نوسانات دمایی (که تحرک یون را تغییر می دهد) ، اثرات قطبی (در سنسورهای مبتنی بر تماس) ،و سازگاری شیمیایی (برای جلوگیری از تخریب سنسور)حسگرهای رسانایی یوکوگاوا برای کاهش این مشکلات طراحی شده اند و حتی در محیط های سخت، داده های قابل اعتماد را تضمین می کنند.

سنسورهای رسانایی یوکوگاوا: دو تکنولوژی اصلی برای هر نیاز
یوکوگاوا دو فناوری سنسور متمایز ارائه می دهد ✓ سنسورهای تماس و سنسورهای تحرک (Toroidal / Electrodless) ✓ هرکدام برای برنامه های کاربردی خاص بهینه شده است.این انعطاف پذیری تضمین می کند که صرف نظر از شرایط فرآیند شما ((به عنوان مثال، رسانایی بالا، رسانه های خوردنی، یا نیاز به نگهداری حداقل) یک سنسور Yokogawa متناسب با نیازهای شما وجود دارد.

1حسگرهای رسانایی تماس یوکوگاوا: دقت برای محدوده های هدفمند
سنسورهای تماس با دو الکترود (که یک سلول را تشکیل می دهند) را در محلول غوطه ور می کنند، جریان الکتریکی متناوب را اعمال می کنند و ولتاژ حاصل را اندازه گیری می کنند.محلول به عنوان رسانای بین الکترودها عمل می کند، و سنسور هدایت را با استفاده از خواص هندسی سلول محاسبه می کند (که به عنوان ثابت سلول شناخته می شود).

حسگرهای تماس یوکوگاوا با:
- گزینه های ثابت سلول گسترده: برای پوشش طیف رسانایی کامل (0 ≈ 2،000،000 μS/cm) ، یوکوگاوا چهار ثابت نامی سلول را ارائه می دهد: 0.01، 0.1، 1.0، و 100هر سلول ثابت مربوط به یک محدوده اندازه گیری خاص است:
- صفر01: ایده آل برای آب های بسیار خالص (به عنوان مثال، آب RO، آب غیرمعادن شده) با رسانایی <10 μS / cm.
- صفر1: مناسب برای محلول های رسانایی پایین (10 ‰ 100 μS / cm) ، مانند آب آشامیدنی یا آب فرآیند داروسازی.
- يک.0: برای رسانایی متوسط (100 μS/cm10 mS/cm) ، از جمله جریان های فرآیند شیمیایی یا فاضلاب طراحی شده است.
- ده تا.0: برای محلول های رسانا بالا (> 10 mS / cm) ، مانند مواد شیمیایی غلظت یافته یا انفجار دیگ.

مهم این است که هر سنسور دارای ثابت سلول خاص است (به عنوان مثال، 0.0198 به جای 0.02 اسمی) که بر روی محفظه اش چاپ شده است. این مقدار دقیق دقت کالیبراسیون را تضمین می کند.به عنوان خواندن رسانایی با ضرب داده های مقاومت خام با ثابت سلول محاسبه می شود.

- جبران دمای: تمام سنسورهای تماس یوکواوا دارای سنسور دمای Pt1000 هستند که به طور خودکار قراءات نوسانات دمای را تنظیم می کندبه عنوان تحرک یون با افزایش گرما)این اطمینان از دقت حتی در فرآیندهای با دمای متغیر، از تصفیه آب محیط تا حمام های صنعتی با دمای بالا.

- سازگاری شیمیایی: یوکوگاوا الکترود های سنسور و محفظه های تماس را از مواد (به عنوان مثال فولاد ضد زنگ، PEEK، Teflon) انتخاب می کند که برای مقاومت در برابر مواد خوردنی انتخاب شده است.اين يعني که حسگرها ميتونن در برابر آسيدها مقاومت کنن، پایه ها یا حلال های معمول در پردازش شیمیایی یا تولید دارویی بدون تجزیه.

2حسگرهای رسانایی یوکوگاوا: دوام در شرایط سخت
برای کاربردهایی که تماس الکترودی مستقیم با محلول مشکل ساز است (به عنوان مثال، رسانه های بسیار خوردنی، خمیر یا فرآیندهایی که مستعد آلودگی هستند)یوکوگاوا سنسور رسانایی induktive ISC40 را ارائه می دهد که یک طراحی تورودیک (بدون الکترود) است که تماس مستقیم را از بین می برد.

مزایای اصلی ISC40 شامل:

- فاکتور سلول تک برای محدوده جهانی: برخلاف سنسورهای تماس (که برای محدوده های مختلف به ثابت سلول های مختلف نیاز دارند) ، ISC40 از یک فاکتور سلول تک برای پوشش یک محدوده چشمگیر 0000 S/cmاین باعث می شود که آن را برای فرآیندهایی که دارای نوسانات رسانایی گسترده ای هستند، مانند تولید دسته های شیمیایی یا پردازش پالپ و کاغذ، ایده آل کند.
- حداقل نگهداری: دو کویل یکسان سنسور در PEEK یا Teflon گنجانده شده اند که از آنها در برابر آلودگی، خوردگی یا آسیب مکانیکی محافظت می کند.این امر نیاز به تمیز کردن مکرر یا تعویض الکترود را از بین می برد.

 
- دقت بالا (با محدودیت محدوده پایین جزئی): ISC40 دقت قابل اعتماد را در بیشتر محدوده خود ارائه می دهد، با کاهش کمی در دقت برای راه حل های زیر 50 μS / cm (به عنوان مثال،آب بسیار خالص)برای این کاربردهای کم رسانایی، حسگرهای تماس یوکوگاوا (با ثابت 0.01 سلولی) بهترین انتخاب باقی می مانند.

چگونه یک سنسور رسانایی یوکوگوا را انتخاب کنیم؟
انتخاب حسگر هدایت یوکواوا مناسب به چهار عامل کاربردی حیاتی بستگی دارد

1. محدوده اندازه گیری را تعریف کنید
اولین قدم شناسایی محدوده هدایت مورد انتظار راه حل شما است. از راهنمای ثابت سلولی یوکوگاوا برای تطبیق محدوده با نوع سنسور استفاده کنید:
- <10 μS/cm (آب فوق خالص): سنسور تماس (0.01 ثابت سلول).
- 10 ‰ 100 μS / cm (حلول های کم رسانایی): سنسور تماس (0.1 ثابت سلول).
- 100 μS/cm10 mS/cm (بین المللی): سنسور تماس (1.0 ثابت سلول).
- >10 mS/cm (حلول های رسانا یا محدوده متغیر): سنسور تماس (10.0 ثابت سلول) یا سنسور تحرک ISC40.

2. درجه حرارت فرآیند را در نظر بگیرید
تمام سنسورهای رسانایی یوکوگوا از سنسورهای دمایی Pt1000 برای جبران استفاده می کنند، اما تایید کنید که محدوده دمای کار سنسور با فرآیند شما هماهنگ است.سنسورهای یوکوگاوا برای دمای -20 درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد (با توجه به مدل)، که آنها را برای هر دو محیط محیط و درجه حرارت بالا مناسب می کند (به عنوان مثال، نظارت بر آب دیگ).

3. بررسي سازگاري شيميايي
ترکیب شیمیایی محلول را بررسی کنید تا یک ماده حسگر مقاوم به خوردگی را انتخاب کنید. برای مثال:
- الکترود های فولاد ضد زنگ: ایده آل برای محلول های خنثی یا کمی اسیدی / اساسی.
- PEEK/Teflon: برای اسیدهای قوی (به عنوان مثال، اسید سولفوریک) یا حلال (به عنوان مثال، متانول) توصیه می شود.

مستندات فنی یوکوگاوا نمودار های سازگاری مواد مفصل را برای هدایت انتخاب شما فراهم می کند.

4. مخاطرات قطبی شدن را حل کنید
قطبی شدن یک مشکل رایج در تماس با سنسورها است که در آن یون ها بر روی سطوح الکترود تجمع می کنند و منجر به خواندن نادرست کم می شود.
- استفاده از ثابت 0.01 سلول (برای رسانایی پایین) در یک محلول رسانایی بالا باعث جمع شدن یون ها می شود، زیرا یون ها نمی توانند به اندازه کافی به سرعت به الکترودها در جریان متناوب حرکت کنند.
گزینه های ثابت سلول یوکوگوا وقتی با محدوده ی درست مطابقت داشته باشند این خطر را از بین میبرند و باعث می شوند که قراءات دقیق داشته باشند.

کاربردهای صنعتی سنسورهای رسانایی یوکوگاوا
سنسورهای رسانایی یوکوگاوا در سراسر صنایع برای حل چالش های سنجش حیاتی استفاده می شود:

1. تصفيه آب
- آب فوق خالص (UPW): سنسورهای تماس (0,01 ثابت سلول) ناخالصی های موجود در UPW را که برای تولید نیمه هادی یا فرمولاسیون دارویی استفاده می شود، کنترل می کنند و هدایت < 0.1 μS / cm را تضمین می کنند.
- فاضلاب: سنسورهای محرک (ISC40) هدایت را برای ردیابی سطح آلاینده ها (به عنوان مثال، مواد جامد محلول شده) قبل از تخلیه اندازه گیری می کنند، اطمینان از انطباق با مقررات زیست محیطی.

2. توليد برق
- آب دیگ: سنسورهای تماس گیرنده (معادل سلول 10.0) ، رسانایی انفجار را برای جلوگیری از انباشت مقیاس در دیگ، که می تواند کارایی را کاهش دهد یا باعث خرابی تجهیزات شود، کنترل می کنند.
- آب خنک کننده: سنسورهای محرک غلظت مواد افزودنی شیمیایی (به عنوان مثال، مهار کننده های خوردگی) را برای حفظ عملکرد سیستم ردیابی می کنند.

3داروسازی
- آب فرآیند: سنسورهای تماس (0,1 ثابت سلول) ، خلوص آب مورد استفاده در تولید داروها را تأیید می کنند، که مطابق با استانداردهای FDA و EMA برای آلودگی یون است.

4پردازش شیمیایی
- واکنش های دسته ای: سنسورهای محرک (ISC40) هدایت را برای پیگیری پیشرفت واکنش (به عنوان مثال خنثی کردن اسید ها / پایه ها) کنترل می کنند و کیفیت محصول را تضمین می کنند.

چرا حسگرهای رسانایی یوکوگوا را انتخاب می کنیم؟  
سنسورهای یوکوگاوا به سه دلیل اصلی در بازار برجسته هستند:
1دقت و قابلیت اطمینان: از تعویض دمای Pt1000 تا ثابت های سلول دقیق، هر عنصر طراحی برای به حداقل رساندن اشتباهات و اطمینان از داده های سازگار طراحی شده است.
2دوام: مواد قوی و کویل های محرک گیره شده در برابر شرایط سخت مقاومت می کنند، نگهداری را کاهش می دهند و طول عمر سنسور را افزایش می دهند.
3انعطاف پذیری: با گزینه هایی برای هر محدوده و کاربرد رسانایی، یوکوگاوا نیاز به چندین برند سنسور را از بین می برد که موجودی و کالیبری را ساده می کند.

نتیجه گیری: حسگرهای رسانایی یوکوگاوا، شریک شما برای اندازه گیری دقیق آب
در عملیات صنعتی که داده های رسانایی تصمیمات را هدایت می کند، سنسورهای رسانایی یوکوگاوا دقت، دوام و انعطاف پذیری مورد نیاز برای جلو ماندن را ارائه می دهند.این که آیا شما در حال نظارت بر آب بسیار خالص در یک کارخانه داروسازی یا مواد شیمیایی رسانا در یک پالایشگاه هستید، حسگرهای تماس و محرک یوکوگوا طراحی شده اند تا حتی در سخت ترین شرایط به طور قابل اعتماد کار کنند.دمابرای کسب و کارهایی که به دنبال یک راه حل قابل اعتماد برای اندازه گیری رسانایی هستند،"يوکوگاوا" به عنوان رهبر ايستاده، ترکیبی از دهه های تخصص صنعتی با تکنولوژی سنسور پیشرفته.