كيفية استخدام مقياس التوصيلية

بالحديث عن أجهزة قياس الموصلية، قد لا يفهمها عادةً العاملون في مجال الأجهزة، لكنها بالتأكيد مألوفة للعاملين في معالجة المياه وحماية البيئة. فهي خاصيةٌ تُقاس باستمرار. لكن حتى لو لم تستخدمها، فبمجرد تعلمك وفهمك لها، قد تتمكن من استخدامها بسهولة. فيما يلي شرحٌ مُفصّلٌ لها: ما هي الموصلية؟ هل يمكن استخدامها للصيد؟ هل يمكن تفريغها كهربائيًا؟ لا داعي للقلق! الموصلية هي قدرة الموصل على نقل التيار. وحدتها هي سيمنز (Siemens)، ورمزها S. الموصلية، مفهومٌ فيزيائي، تعني أن حاصل ضرب كمية الموصل في شدة المجال الكهربائي في الوسط يساوي كثافة تيار التوصيل. في الأوساط المتجانسة، تكون الموصلية كميةً قياسية؛ أما في الأوساط غير المتجانسة، فتكون الموصلية كميةً موترةً. في علم البيئة، تُعرف الموصلية بأنها قدرة المحلول على توصيل التيار الكهربائي، وتُقاس بوحدة سيمنز لكل متر (S/m). الموصلية هي مقلوب المقاومة. لماذا نقيسها؟ عادةً ما يُقاس التوصيل الكهربائي للمحلول نفسه، إذ يُمكن أن يعكس قياسه جودة المياه. غالبًا ما يرتبط ارتفاع الموصلية بزيادة تركيز الأيونات في المحلول. مياهنا العادية متعادلة تقريبًا، بينما تُعد المياه المعدنية الطبيعية من أفضل أنواع المياه لصحة الإنسان. وكما هو الحال مع المياه المعدنية العادية، تحتوي المياه المعدنية على أيونات معدنية معينة، وبعض الإلكتروليتات مفيدة لصحة الإنسان. بالإضافة إلى ذلك، إذا زادت أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء، سيرتفع التوصيل الكهربائي، وهو ما يُعرف عمومًا بارتفاع عسر الماء. لا يُسبب ذلك أي تأثير خطير في الظروف العادية، ولكنه قد يؤثر على بنية الغلاية، حيث يُمكن القول إن الترسبات الكلسية هي الترسبات الكلسية. دعني أقدم لك مثالاً على محطة توليد الطاقة: تحتوي محطة توليد الطاقة على مولدات كهربائية، وغالبًا ما تُستخدم مياه التبريد للتحكم في درجة الحرارة. ومع ذلك، توجد متطلبات محددة لمياه التبريد، والتي تتطلب عادةً عمليات مثل إزالة الأكسجين وتحلية المياه قبل إعادة تدويرها. ولكن كيف يُمكن تقييم فعالية إزالة الأكسجين وتحلية المياه؟ في هذه الحالة، من الضروري غالبًا مراقبة معايير جودة المياه، مثل الموصلية الكهربائية، ودرجة الحموضة، وأيونات الصوديوم، وأيونات الفلورايد، وما إلى ذلك، ولا يُمكن إعادة تدوير المياه إلا إذا استوفت هذه المعايير المتطلبات. فإذا أُزيل الأكسجين، لن تكون إزالة الأملاح فعالة، وسيتراكم الترسبات الكلسية عند احتراق المياه في المرجل، مما قد يُؤدي إلى انفجاره. لذا، من المهم جدًا قياس الموصلية الكهربائية. يتم اختبار جودة المياه البيئية في المسطحات المائية الطبيعية مثل الأنهار والبحيرات. تحتوي المياه نفسها على أيونات معينة ولها نطاق محدد من الموصلية الكهربائية. إذا ارتفعت الموصلية الكهربائية للمسطح المائي الطبيعي فجأةً في يومٍ ما، فهذا يشير إلى ارتفاع نسبة الملوحة فيه، وقد يكون ذلك نتيجة تلوث بأيونات الأملاح غير العضوية، مما يعكس جودة المياه إلى حدٍ ما. 3. كيفية القياس؟ —————— يعتمد مبدأ قياس الموصلية الكهربائية، باستخدام مقياس الموصلية في المعالجة المثلية وقطب الموصلية، على وضع القطب في المحلول المراد قياسه، وتطبيق جهد كهربائي محدد على طرفي صفيحة القطب (لتجنب التحليل الكهربائي للمحلول، يُستخدم عادةً جهد موجة جيبية بتردد من 1 إلى 3 كيلوهرتز). ثم يُقاس التوصيل بين الصفيحتين باستخدام مقياس الموصلية. تصنيف الأقطاب: (1) يُعد قطب الموصلية ثنائي الأقطاب النوع الأكثر استخدامًا في الصين حاليًا. يتكون تركيب قطب التوصيلية التجريبي ثنائي الأقطاب من تلبيد صفيحتين من البلاتين على صفيحتين زجاجيتين متوازيتين، أو على الجدار الداخلي لأنبوب زجاجي دائري. ويمكن تصنيع أقطاب توصيلية ذات قيم ثابتة مختلفة (ε) عن طريق ضبط مساحة ومسافة صفيحتي البلاتين. وتشمل هذه القيم عادةً Ku003d1 وKu003d5 وKu003d10 وغيرها. أما قطب التوصيلية ثنائي الأقطاب المستخدم في مقياس التوصيلية المباشر، فيُصنع غالبًا على شكل قطب أسطواني متناظر. ويُستخدم الجرافيت عادةً في حالة Ku003d1، بينما يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك التيتانيوم في حالتي Ku003d0.1 و0.01. (2) قطب التوصيلية متعدد الأقطاب: يتكون هذا القطب عادةً من عدة أقطاب حلقية الشكل مثبتة على دعامة. ويمكن تصنيع أقطاب توصيلية ذات قيم ثابتة مختلفة من خلال تركيبات مختلفة من هذه الأقطاب على التوالي والتوازي. يمكن أن تكون مادة قطب الحلقة من الجرافيت أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك التيتانيوم أو البلاتين. يوجد نوعان من أقطاب التوصيل: رباعي الأقطاب وكهرومغناطيسي. طريقة تركيب القطب: احتياطات التركيب: (1) يجب تركيب القطب في الأنبوب في موضع منخفض، مع معدل تدفق ثابت، ودون تكوّن فقاعات. (2) يجب تركيب القطب الأنبوبي متحد المركز في اتجاه التدفق، سواء كان التركيب أفقيًا أو مائلًا أو رأسيًا، ويجب أن يمتد عميقًا داخل المسطح المائي المتحرك. (3) إشارة القياس إشارة كهربائية ضعيفة. يجب توجيه كابل التجميع بشكل مستقل. يُمنع توصيله بخط الطاقة وخط التحكم في نفس مجموعة موصلات الكابلات أو لوحات التوصيل لتجنب التداخل أو تعطل وحدة القياس.