Neuigkeiten - Was ist ein Leitfähigkeitssensor in Wasser?

Die Leitfähigkeit ist ein weit verbreiteter analytischer Parameter in verschiedenen Anwendungen, darunter zur Beurteilung der Wasserreinheit, zur Überwachung der Umkehrosmose, zur Validierung von Reinigungsprozessen, zur Kontrolle chemischer Prozesse und zur industriellen Abwasserbewirtschaftung.

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

Reines Wasser weist grundsätzlich eine vernachlässigbare elektrische Leitfähigkeit auf. Die elektrische Leitfähigkeit von Wasser hängt in erster Linie von der Konzentration der darin gelösten ionisierten Substanzen ab – nämlich geladenen Teilchen wie Kationen und Anionen. Diese Ionen stammen aus Quellen wie gewöhnlichen Salzen (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 Auswertung von Parametern wie dem Gesamtgehalt gelöster Feststoffe (TDS), dem Salzgehalt oder dem Ausmaß der ionischen Verunreinigung im Wasser. Höhere Leitfähigkeitswerte weisen auf eine höhere Konzentration gelöster Ionen und damit auf eine geringere Wasserreinheit hin.

Funktionsprinzip

Das grundlegende Funktionsprinzip eines Leitfähigkeitssensors basiert auf dem Ohmschen Gesetz.

Schlüsselkomponenten: Leitfähigkeitssensoren verwenden normalerweise entweder Zwei-Elektroden- oder Vier-Elektroden-Konfigurationen.
1. Spannungsanwendung: Eine Wechselspannung wird an ein Elektrodenpaar (die Antriebselektroden) angelegt.
2. Ionenmigration: 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 entstehende Strom wird vom Sensor gemessen.
4. Leitfähigkeitsberechnung: Anhand der bekannten angelegten Spannung und des gemessenen Stroms ermittelt das System den elektrischen Widerstand der Probe. Die Leitfähigkeit wird dann anhand der geometrischen Eigenschaften des Sensors (Elektrodenfläche und Elektrodenabstand) abgeleitet. Die grundlegende Beziehung wird wie folgt ausgedrückt:
Leitfähigkeit (G) = 1 / Widerstand (R)

Um Messungenauigkeiten aufgrund der Elektrodenpolarisation (aufgrund elektrochemischer Reaktionen an der Elektrodenoberfläche) und kapazitiver Effekte zu minimieren, nutzen moderne Leitfähigkeitssensoren eine Wechselstromanregung (AC).

Arten von Leitfähigkeitssensoren

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

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

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

EC-A401
Hohe Leitfähigkeitsmessung in 4-Elektroden-Sensoren
Typische Anwendungen: CIP/SIP-Prozesse, chemische Prozesse, Abwasserbehandlung, Papierindustrie (Koch- und Bleichkontrolle), Lebensmittel und Getränke (Überwachung der Phasentrennung).

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

Wichtige Anwendungsfelder

Leitfähigkeitssensoren gehören zu den am häufigsten verwendeten Instrumenten zur Überwachung der Wasserqualität und liefern wichtige Daten für eine Reihe von Sektoren.

1. Überwachung der Wasserqualität und Umweltschutz
- Überwachung von Flüssen, Seen und Ozeanen: Wird verwendet, um die allgemeine Wasserqualität zu beurteilen und Verunreinigungen durch Abwassereinleitungen oder eindringendes Meerwasser zu erkennen.
- Salzgehaltsmessung: Unverzichtbar in der ozeanografischen Forschung und im Aquakulturmanagement zur Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen.

2. Industrielle Prozesssteuerung
- Produktion von ultrareinem Wasser (z. B. in der Halbleiter- und Pharmaindustrie): Ermöglicht die Echtzeitüberwachung von Reinigungsprozessen, um die Einhaltung strenger Wasserqualitätsstandards sicherzustellen.
- Kesselspeisewassersysteme: Erleichtert die Kontrolle der Wasserqualität, um Kalkablagerungen und Korrosion zu minimieren und so die Effizienz und Lebensdauer des Systems zu verbessern.
- Kühlwasserkreislaufsysteme: Ermöglicht die Überwachung der Wasserkonzentrationsverhältnisse, um die Chemikaliendosierung zu optimieren und die Abwasserableitung zu regulieren.

3. Trinkwasser- und Abwasseraufbereitung
- Verfolgt Schwankungen der Rohwasserqualität, um eine effektive Behandlungsplanung zu unterstützen.
- Hilft bei der Kontrolle chemischer Prozesse während der Abwasserbehandlung, um die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und die Betriebseffizienz sicherzustellen.

4. Landwirtschaft und Aquakultur
- Überwacht die Qualität des Bewässerungswassers, um das Risiko einer Bodenversalzung zu verringern.
- Reguliert den Salzgehalt in Aquakultursystemen, um eine optimale Umgebung für Wasserlebewesen aufrechtzuerhalten.

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

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Veröffentlichungszeit: 29. September 2025