Leitfähigkeitsmessung: Prozess-Leitfähigkeitsanalysatoren
Online-Leitfähigkeitsmessung in Kessel-, Kühl-, Aufbereitungs- und Reinstwasserleitungen: Leitfähigkeitsanalysatoren, Transmitter und Lösungen für den spezifischen Widerstand.
Messverfahren: Konduktometrische Leitfähigkeit
Was ist Leitfähigkeit und warum wird sie gemessen?
Leitfähigkeit ist die Fähigkeit des Wassers, Strom zu leiten, und ein schneller, allgemeiner Indikator für gelöste ionische Stoffe. Die Leitfähigkeit von reinem Wasser ist sehr gering; sie steigt mit der Ionenmenge. Daher gehört sie zu den ersten Parametern, die in Prozesswässern für Reinheit und Aufbereitungsleistung geprüft werden. In Kesselspeisewasser und Kondensat warnt ein Anstieg der Leitfähigkeit frühzeitig vor Problemen wie Kondensatorleckagen oder Harzerschöpfung; sie dient zur Absalzungsregelung im Kesselwasser, zur Verfolgung der Eindickung in Kühltürmen und zur Qualitätsüberwachung an Ausgängen von Umkehrosmose und Ionenaustauschern.
Wo wird die Leitfähigkeit gemessen?
- Kraftwerke: In Proben von Speisewasser, Kesselwasser, Kondensat und Dampf.
- Wasseraufbereitungssysteme: An Ausgängen von Umkehrosmose, Ionenaustauschern und Demineralisierung.
- Kühl- und Abwasserleitungen: Bei Absalzungsregelung und Einleitüberwachung.
- Reinstwasseranwendungen: Als Leitfähigkeit oder spezifischer Widerstand.
Das Verfahren für Leitfähigkeit
Bei der konduktometrischen Messung misst der Sensor die Leitfähigkeit der Probe mittels einer zwischen zwei Elektroden angelegten Wechselspannung und rechnet sie mit Temperaturkompensation auf eine Bezugstemperatur um. Kontaktierende Elektrodensensoren werden in sauberen, niedrig leitfähigen Wässern eingesetzt, toroidale (elektrodenlose) Sensoren in verschmutzenden, hochleitfähigen Strömen. Für Reinstwässer stehen Sensorsätze mit besonderen Zellkonstanten und Anzeigeoptionen für den spezifischen Widerstand zur Verfügung.
Leitfähigkeitsanalysator auswählen
- Leitfähigkeitsbereich der Probe: Reinstwasser, niedrig oder hoch
- Wahl zwischen kontaktierendem und toroidalem Sensor
- Harzsäule und Entgasung, falls (entgaste) Kationenleitfähigkeit erforderlich ist
- Temperaturkompensation und Kalibrierverfahren
Leitfähigkeitsmessung mit Tetra
Tetra liefert in der Türkei Prozessanalysatoren von Thermo Orion und übernimmt Installation, Versorgung mit Reagenzien und Verbrauchsmaterial, Inbetriebnahme, Kalibrierung und Service.
Häufig gestellte Fragen
In welchen Einheiten wird die Leitfähigkeit angegeben?
In Prozesswässern wird die Leitfähigkeit meist in µS/cm angegeben, in hochleitfähigen Lösungen in mS/cm. In Reinstwässern wird ihr Kehrwert, der spezifische Widerstand (MΩ·cm), verwendet. Theoretisch beträgt die Leitfähigkeit von reinem Wasser bei 25 °C etwa 0,055 µS/cm und sein spezifischer Widerstand 18,2 MΩ·cm.
Wie wird die Zellkonstante eines Leitfähigkeitssensors gewählt?
Die Zellkonstante wird nach dem zu messenden Leitfähigkeitsbereich gewählt: Sensoren mit kleiner Zellkonstante (zum Beispiel 0,01 oder 0,1 cm⁻¹) werden in Reinst- und niedrig leitfähigen Wässern eingesetzt, solche mit großer Zellkonstante bei höheren Leitfähigkeiten. Eine falsche Zellkonstante mindert die Genauigkeit im unteren oder oberen Teil des Bereichs. Toroidale Sensoren eignen sich besser für hochleitfähige, verschmutzende Ströme.
Warum ist die Temperaturkompensation bei der Leitfähigkeitsmessung wichtig?
Die Leitfähigkeit ändert sich deutlich mit der Temperatur; natürliche Wässer zeigen einen Anstieg von etwa 2 Prozent je Grad. Die Werte werden daher für die Berichterstattung in der Regel auf eine Bezugstemperatur von 25 °C umgerechnet. Da dieser Zusammenhang in Reinstwässern nicht linear ist, sollten dafür ausgelegte nichtlineare Kompensationsalgorithmen verwendet werden.
Wie wird ein Leitfähigkeitsanalysator kalibriert?
Im mittleren und hohen Leitfähigkeitsbereich wird mit Standardlösungen bekannten Werts kalibriert. Bei sehr niedriger Leitfähigkeit werden Standardlösungen leicht durch CO₂ aus der Luft beeinflusst, daher wird der Vergleich mit einem kalibrierten Referenzsensor im selben Probenstrom bevorzugt. Bei Sensoren mit zertifizierter Zellkonstante erfolgt die Kalibrierung meist als Überprüfung.
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