EC متر چیست؟ راهنمای کامل کاربرد و خرید انواع کنداکتیویتی‌متر

تقریبا تمام فعالیت‌های صنعتی مدرن در بخشی از سیکل کاری خود به آب نیاز دارند. از آنجا که آب از نظر میزان سختی، اسیدیته و درصد یون‌ها دچار تغییر می‌شود، لازم است کیفیت آب به صورت مستمر و مداوم پایش گردد. EC متر یا هدایت سنج، به عنوان یکی از قطعات کلیدی در اتوماسیون صنعتی و مانیتورینگ کیفیت آب، وظیفه کنترل میزان رسانایی الکتریکی آب را بر عهده دارد. 

در این مقاله قصد داریم ضمن بررسی مفاهیم پایه در مورد کیفیت آب، به نحوه کار دستگاه EC متر بپردازیم و کاربردها، انواع، نحوه کالیبراسیون و نکات خرید این دستگاه را بیان کنیم. اگر شما هم قصد بهبود سیستم اتوماسیون صنعتی را دارید، پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

مفاهیم پایه؛ رسانایی الکتریکی (EC) و واحد اندازه‌گیری آن

پیش از آن که به بررسی دستگاه EC متر بپردازیم، باید در مورد رسانایی الکتریکی و نحوه اندازه‌گیری آن نکاتی را مرور کنیم. ممکن است اینطور به نظر برسد که آب یک رسانای الکتریکی قدرتمند است اما در واقعیت، رسانایی الکتریکی مربوط به مولکول‌های آب نیست و به دلیل حضور یون‌ها در آب می‌باشد. به زبان ساده‌تر، این مولکول‌های آب نیستند که جریان را انتقال می‌دهند بلکه یون‌های فلزی معلق در آب الکتریسیته را منتقل می‌کنند.

رسانایی الکتریکی آب خالص بسیار ناچیز است. هر چه میزان یون‌ها بیشتر باشد، رسانایی نیز بیشتر می‌شود. افزایش میزان یون‌ها می‌تواند به سختی آب و ایجاد رسوب منجر شود. بنابراین، میزان یون‌های موجود در آب را باید دائما بررسی نمود. این کار را دستگاه EC متر انجام می‌دهد. دستگاه شامل دو الکترود مثبت و منفی است که درون آب قرار می‌گیرند و سرعت جریان را اندازه می‌گیرند. حاصل کار دستگاه با واحد زیمنس بر متر اندازه‌گیری می‌شود که معمولا عدد بسیار کوچکی می‌باشد.

نحوه کار با دستگاه هدایت سنج پرتابل بسیار ساده است. دو الکترود را درون آب قرار می‌دهیم و پس از چند ثانیه، عدد آن قابل مشاهده است. برای خوانایی بیشتر، دستگاه‌های EC متر با توجه به کاربردشان، از واحدهای کوچک‌تری نظیر میکروزیمنس بر سانتی‌متر (معادل 0.0001 زیمنس بر متر) یا میلی زیمنس بر سانتی‌متر (معادل 0.1 زیمنس بر متر) استفاده می‌کنند.

چرا در اتوماسیون صنعتی به EC متر نیاز داریم؟

بدون شک مهم‌ترین کاربرد دستگاه هدایت سنج آب، در حوزه اتوماسیون صنعتی است؛ جایی که صاحبان خطوط تولید سعی می‌کنند از طریق سنسورها و واحدهای کنترل خودکار، درصد خطا و میزان نیاز به نیروی انسانی را کاهش دهند. دستگاه EC متر بخش مهمی از پایش خطوط انتقال آب در صنعت به شمار می‌رود. این دستگاه با بررسی مستمر کیفیت آب، هر گونه افزایش یا کاهش غیرعادی کیفیت را به دستگاه تصمیم‌گیری (اپراتور یا PLC) منتقل می‌کند. در صورتی که هدایت‌سنج آب را از مسیر حذف کنیم، افزایش غلظت یون‌ها می‌تواند مشکلات جدی ایجاد کند.

انواع دستگاه هدایت‌سنج (از جیبی تا صنعتی)

هنگام تولید مخزن کود، مواد مغذی (که معمولاً شامل سدیم است) به آب اضافه می‌شوند و این اضافه‌شدن باعث افزایش مقدار هدایت الکتریکی در آب می‌شود. هرچه مقدار سدیم بیشتر باشد، مقدار EC بالاتر خواهد بود. همچنین، در دماهای بالاتر، مقدار EC نیز افزایش می‌یابد ، پس در نتیجه نیاز به تجهیزات ابزار دقیق دیگری مانند کنترلر دما نیز وجود دارد.

با توجه به گستره کاربرد دستگاه‌های هدایت‌سنج، امروزه انواع مختلفی از آنها در بازار وجود دارد تا خریداران با دست باز بتوانند بهترین نوع دستگاه هدایت‌سنج را خریداری کنند. در جدول زیر با انواع این دستگاه‌ها بیشتر آشنا خواهیم شد:

تفاوت EC متر و سنسور Ph؛ دو بازوی نظارت بر کیفیت آب

دستگاه هدایت‌سنج تنها ابزار بررسی کیفیت خط لوله نیست و در کنار آن، به سنسورهای دیگری هم نیاز خواهیم داشت. یکی از این سنسورها مربوط به بررسی میزان اسیدیته یا همان Ph آب است. اسیدیته آب در خطوط انتقال از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. افزایش اسیدیته می‌تواند به خوردگی سریع‌تر لوله‌ها منجر شود.

در صورتی که قصد داشته باشیم مشخصات آب در خط لوله را به دقت بررسی کنیم، استفاده همزمان از EC متر و سنسور اسیدیته مورد نیاز است. سنسور EC متر از یک سو میزان مواد محلول در آب، سختی و ظرفیت رسانایی را اندازه می‌گیرد و سنسور اسیدیته یا سنسور ph، قابلیت خورندگی و طعم و مزه آب را کنترل می‌کند. به همین دلیل است که به این دو سنسور، دو بازوی نظارت بر کیفیت آب می‌گویند.  

رابطه EC با TDS و دما

ضریب رسانایی الکتریکی (EC) با کمیت‌های دیگر مربوط به آب نیز ارتباط دارد. به عنوان مثال، از تحلیل عدد گزارش شده توسط سنسور EC متر می‌توانیم به TDS یعنی کل مواد جامد محلول در آب (بر حسب ppm یا میلی‌گرم بر لیتر) برسیم. برای این کار، کافیست عدد EC متر در ضریب 0.64 ضرب شود تا TDS محلول به دست آید.

باید توجه داشت که هم TDS و هم ضریب رسانایی الکتریکی تابع دمای آب هستند. هر چه دما بیشتر باشد، رسانایی الکتریکی و در نتیجه TDS نیز بالاتر است زیرا افزایش دما، سرعت حرکت یون‌ها را افزایش داده و رسانایی را بیشتر می‌کند. بنابراین، لازم است که دستگاه هدایت‌سنج حتما به سیستم ATC مجهز باشد.

سیستم جبران دمایی یا ATC، سیستمی است که در کنار ضریب رسانایی الکتریکی، دمای آب را نیز اندازه‌گیری می‌کند. سپس با تبدیل ریاضی و فرمولی، مقدار ضریب رسانایی در دمای فعلی آب را بر اساس مقدار ضریب رسانایی در دمای مرجع (25 درجه) محاسبه می‌کند. بنابراین، نتیجه ارائه شده توسط دستگاه سختی سنج آب اصل که دارای سیستم جبران دمایی باشد، مستقل از دما بوده و قابل اعتمادتر خواهد بود.

نقش بهترین دیتا لاگر در مانیتورینگ EC

سنسور هدایت‌سنج صرفا عدد مربوط به رسانایی الکتریکی را محاسبه و ارائه می‌کند. در اتوماسیون صنعتی، کار اصلی بعد از ارائه عدد شروع می‌شود. اکنون لازم سازوکار مناسب برای انجام اقدامات و همچنین ثبت دقیق اطلاعات وجود داشته باشد. اقدام‌کننده در سیستم اتوماسیون، PLC است که نسبت به عدد گزارش شده تصمیم می‌گیرد. PLC با مشاهده عدد رسانایی بسیار کم، مواد یونی به آب تزریق می‌کند و با افزایش عدد رسانایی، پمپ‌ها را برای رقیق کردن آب روشن می‌کند.

در سوی دیگر، وظیفه ثبت اطلاعات EC متر بر عهده دیتا لاگر (Data Logger) است. این دستگاه می‌تواند طوری برنامه‌ریزی شود که در فواصل زمانی مشخص، عدد EC را ثبت کند. نتایج ثبت شده در دیتا لاگر، در صورت وقوع هر نوع مشکل می‌تواند برای بررسی بیشتر مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هم از بروز مجدد خطا جلوگیری می‌شود و هم دقت دستگاه PLC مورد تجدید نظر قرار می‌گیرد.

راهنمای گام به گام کالیبراسیون و نگهداری

نکته مهم در مورد دستگاه EC متر این است که دقت آن باید مرتبا مورد اندازه‌گیری قرار بگیرد و در صورت لزوم، اصلاح شود. برای این کار باید دستگاه را به طور مستمر کالیبره کرد. کالیبراسیون دستگاه هدایت‌سنج الکتریکی از طریق محلول‌هایی با EC مشخص انجام می‌شود. مراحل کالیبراسیون را باید هر 1 تا 2 هفته یک بار برای دستگاه‌های قلمی، به صورت ماهانه برای دستگاه‌های پرتابل و هر شش ماه یک بار برای دستگاه این‌لاین انجام دهید. روش کار به شکل زیر است:

1)     ابتدا الکترودهای دستگاه را با آب مقطر کاملا شستشو دهید.

2)     محلول کالیبراسیون را در ظرف ریخته و الکترودها را به آرامی درون آن قرار دهید.

3)     کمی صبر کنید تا عدد دستگاه ثابت شود.

4)     اکنون دکمه Cal/Set را فشار دهید یا وارد منوی کالیبراسیون شوید.

5)     در صورت لزوم، عدد دستگاه را به عدد EC محلول تغییر دهید تا دستگاه کالیبره شود.

6)      دکمه OK یا ENTER را فشار دهید تا تغییرات ذخیره شود.

7)     مجددا الکترودها را با آب مقطر شستشو دهید.  

کاربرد EC متر در صنایع خاص

امروزه بسیاری از واحدهای تولیدی برای حفظ سلامت دستگاه‌ها یا تولید محصولات باکیفیت، نیازمند استفاده از EC متر هستند. تقریبا در هر صنعتی می‌توان ردپای EC متر را پیدا کرد. برخی از کاربردهای این دستگاه در تولیدات امروز عبارت‌اند از:

•   گلخانه‌ها
•   کشاورزی هیدروپونیک (کشت روی آب)
•   مراکز تصفیه آب به منظور سنجش کیفیت آب ورودی و خروجی
•   نیروگاه‌های برق به منظور تولید بخار در سیکل
•   خنک‌سازی در فرآیند تولید فولاد، شیشه و…

جمع‌بندی

دستگاه EC متر، یک دستگاه ساده اما کاربردی است که میزان رسانایی الکتریکی آب را اندازه می‌گیرد. از آنجا که رسانایی آب از طریق یون‌های فلزی و نافلزی معلق در آن ایجاد می‌شود، می‌توان گفت دستگاه هدایت‌سنج در واقع میزان یون‌های موجود در آب را اعلام می‌کند. در این مقاله به بررسی کامل طرز کار و مشخصات این دستگاه‌ها پرداختیم.

به خاطر داشته باشید که انتخاب نوع دستگاه، برند تولیدکننده و نحوه استفاده از آن می‌تواند تاثیر زیادی در عملکرد آن داشته باشد. بنابراین، بهتر است به جای خرید بدون تحقیق از برندهای ناشناخته، با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید و با توجه به کاربرد مدنظر خود، دستگاه مناسب و کاربردی خریداری نمایید.