Neuigkeiten – Was ist ein Leitfähigkeitssensor im Wasser?

Die Leitfähigkeit ist ein weit verbreiteter analytischer Parameter in verschiedenen Anwendungsbereichen, darunter die Beurteilung der Wasserreinheit, die Überwachung der Umkehrosmose, die Validierung von Reinigungsprozessen, die Steuerung chemischer Prozesse und die industrielle Abwasserbehandlung.

Ein Leitfähigkeitssensor für wässrige Umgebungen ist ein elektronisches Gerät zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit von Wasser.

Reines Wasser besitzt prinzipiell eine vernachlässigbare elektrische Leitfähigkeit. Diese hängt primär von der Konzentration der darin gelösten ionisierten Substanzen ab – also von geladenen Teilchen wie Kationen und Anionen. Diese Ionen stammen aus Quellen wie Kochsalzen (z. B. Natriumionen Na⁺ und Chloridionen Cl⁻), Mineralien (z. B. Calciumionen Ca²⁺ und Magnesiumionen Mg²⁺), Säuren und Basen.

Durch die Messung der elektrischen Leitfähigkeit ermöglicht der Sensor eine indirekte Bestimmung von Parametern wie dem Gehalt an gelösten Feststoffen (TDS), dem Salzgehalt oder dem Ausmaß der ionischen Verunreinigung im Wasser. Höhere Leitfähigkeitswerte deuten auf eine höhere Konzentration gelöster Ionen und folglich auf eine geringere Wasserreinheit hin.

Funktionsprinzip

Das grundlegende Funktionsprinzip eines Leitfähigkeitssensors basiert auf dem Ohmschen Gesetz.

Wichtigste Komponenten: Leitfähigkeitssensoren verwenden typischerweise entweder Zwei-Elektroden- oder Vier-Elektroden-Konfigurationen.
1. Spannungsanlegung: An ein Elektrodenpaar (die Ansteuerelektroden) wird eine Wechselspannung angelegt.
2. Ionenwanderung: Unter dem Einfluss des elektrischen Feldes wandern Ionen in der Lösung zu Elektroden mit entgegengesetzter Ladung und erzeugen dabei einen elektrischen Strom.
3. Strommessung: Der resultierende Strom wird vom Sensor gemessen.
4. Leitfähigkeitsberechnung: Mithilfe der bekannten angelegten Spannung und des gemessenen Stroms ermittelt das System den elektrischen Widerstand der Probe. Die Leitfähigkeit wird anschließend anhand der geometrischen Eigenschaften des Sensors (Elektrodenfläche und Elektrodenabstand) berechnet. Die grundlegende Beziehung lautet:
Leitfähigkeit (G) = 1 / Widerstand (R)

Um Messungenauigkeiten zu minimieren, die durch Elektrodenpolarisation (aufgrund elektrochemischer Reaktionen an der Elektrodenoberfläche) und kapazitive Effekte verursacht werden, nutzen moderne Leitfähigkeitssensoren eine Wechselstromanregung.

Arten von Leitfähigkeitssensoren

Es gibt drei Haupttypen von Leitfähigkeitssensoren:
• Zwei-Elektroden-Sensoren eignen sich für Messungen von hochreinem Wasser und niedriger Leitfähigkeit.
Vier-Elektroden-Sensoren werden für mittlere bis hohe Leitfähigkeitsbereiche eingesetzt und bieten im Vergleich zu Zwei-Elektroden-Designs eine verbesserte Beständigkeit gegen Verschmutzung.
• Induktive (toroidale oder elektrodenlose) Leitfähigkeitssensoren werden für mittlere bis sehr hohe Leitfähigkeitswerte eingesetzt und weisen aufgrund ihres berührungslosen Messprinzips eine überlegene Beständigkeit gegenüber Verunreinigungen auf.

Shanghai Boqu Instrument Co., Ltd. engagiert sich seit 18 Jahren im Bereich der Wasserqualitätsüberwachung und produziert hochwertige Wasserqualitätssensoren, die in über 100 Länder weltweit vertrieben werden. Das Unternehmen bietet die folgenden drei Arten von Leitfähigkeitssensoren an:

DDG - 0,01 - / - 1,0/0,1
Messung niedriger Leitfähigkeit in 2-Elektroden-Sensoren
Typische Anwendungsgebiete: Wasseraufbereitung, Pharmazeutika (Wasser für Injektionszwecke), Lebensmittel und Getränke (Wasserregulierung und -aufbereitung) usw.

EC-A401
Hochleitfähigkeitsmessung in 4-Elektroden-Sensoren
Typische Anwendungsgebiete: CIP/SIP-Prozesse, chemische Prozesse, Abwasserbehandlung, Papierindustrie (Koch- und Bleichkontrolle), Lebensmittel und Getränke (Phasentrennungsüberwachung).

IEC-DNPA
Induktiver Elektrodensensor, beständig gegen starke chemische Korrosion
Typische Anwendungsgebiete: Chemische Prozesse, Zellstoff- und Papierindustrie, Zuckerherstellung, Abwasserbehandlung.

Wichtigste Anwendungsgebiete

Leitfähigkeitssensoren zählen zu den am weitesten verbreiteten Instrumenten bei der Überwachung der Wasserqualität und liefern wichtige Daten für eine Vielzahl von Sektoren.

1. Überwachung der Wasserqualität und Umweltschutz
- Überwachung von Flüssen, Seen und Ozeanen: Dient zur Beurteilung der allgemeinen Wasserqualität und zur Erkennung von Verunreinigungen durch Abwassereinleitungen oder Meerwasserintrusionen.
- Salzgehaltsmessung: Unverzichtbar in der ozeanographischen Forschung und im Aquakulturmanagement zur Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen.

2. Industrielle Prozesssteuerung
- Herstellung von Reinstwasser (z. B. in der Halbleiter- und Pharmaindustrie): Ermöglicht die Echtzeitüberwachung von Reinigungsprozessen, um die Einhaltung strenger Wasserqualitätsstandards zu gewährleisten.
- Kesselspeisewassersysteme: Ermöglicht die Kontrolle der Wasserqualität, um Ablagerungen und Korrosion zu minimieren und dadurch die Systemeffizienz und -lebensdauer zu erhöhen.
- Kühlwasserzirkulationssysteme: Ermöglicht die Überwachung der Wasserkonzentrationsverhältnisse, um die Chemikaliendosierung zu optimieren und die Abwasserableitung zu regulieren.

3. Trinkwasser- und Abwasseraufbereitung
- Erfasst Schwankungen in der Rohwasserqualität, um eine effektive Aufbereitungsplanung zu unterstützen.
- Unterstützt die Steuerung chemischer Prozesse bei der Abwasserbehandlung, um die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und die betriebliche Effizienz sicherzustellen.

4. Landwirtschaft und Aquakultur
- Überwacht die Qualität des Bewässerungswassers, um das Risiko der Bodenversalzung zu mindern.
- Reguliert den Salzgehalt in Aquakultursystemen, um ein optimales Umfeld für Wasserlebewesen zu erhalten.

5. Wissenschaftliche Forschung und Laboranwendungen
- Unterstützt experimentelle Analysen in Disziplinen wie Chemie, Biologie und Umweltwissenschaften durch präzise Leitfähigkeitsmessungen.

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Veröffentlichungsdatum: 29. September 2025