Hãy cùng Techmaster tìm hiểu về Máy đo độ dẫn điện và Quy trình hiệu chuẩn Máy đo độ dẫn điện thông qua bài viết sau!
1. Độ dẫn điện là gì
Trước khi tìm hiểu về Máy đo độ dẫn điện, chúng ta sẽ đề cập qua về độ dẫn điện. Trong bài viết này, chúng tôi chỉ đề cập đến độ dẫn điện trong dung dịch, nước.
Độ dẫn điện trong dung dịch là khả năng dẫn điện của dung dịch đó qua một khoảng cách nhất định, đơn vị đo là Siemens/cm. Các đơn vị thứ cấp khác là µS/cm, mS/cm.
1S/cm = 1000000 µS/cm
1S/cm = 1000mS/cm
Định nghĩa này cũng đối lập với trở kháng của dung dịch, đơn vị đo Ω.cm, cụ thể qua công thức:
Để dễ hình dung hơn:
1S/cm tương ứng với 1Ω.cm
1µS/cm tương ứng với 1MΩ.cm
Trong dung dịch, những chất có khả năng điện ly mạnh sẽ có tính dẫn điện càng cao, chẳng hạn như muối NaCl.
Chính những ion Na+, Cl- này làm cho dung dịch có tính dẫn điện cao.
Nước cất, nước khử ion có tính điện ly yếu, nên độ dẫn điện thường <1µS/cm.
Ngoài ra, một yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến độ dẫn điện đó là nhiệt độ. Nhiệt độ càng tăng thì hoạt độ (độ hoạt động) của các ion càng tăng, dẫn đến độ dẫn điện dung dịch cũng tăng theo, và ngược lại. Thông thường, người ta chọn 25oC làm điểm nhiệt độ tham chiếu khi đo độ dẫn điện.
2. Máy đo độ dẫn điện
2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
- Cấu tạo:
Hiện nay có khá nhiều dạng máy đo độ dẫn điện khác nhau, như tựu chung có cấu tạo cơ bản gồm bộ hiển thị và đầu dò. Trên bộ hiển thị có các nút chức năng để thay đổi dải đo, đơn vị đo, cài đặt thông số nhiệt độ tham chiếu, hiệu chuẩn theo dung dịch chuẩn. Ngoài ra, các nhà sản xuất còn kết hợp điện cực đo độ dẫn điện và điện cực pH dùng chung cho 1 máy, tăng tính tiện dụng.
- Nguyên lý:
Một điện cực đo, gồm 2 cực làm bằng Platinum, cách nhau một khoảng cách biết trước (thường là 1cm). 2 cực này được cấp một điện áp xoay chiều, và mạch đo cường độ dòng điện để đo lượng điện tích di chuyển giữa 2 cực, đưa về bộ hiển thị chuyển đổi thành giá trị đo.
2.2 Ứng dụng của máy đo độ dẫn điện
Máy đo độ dẫn điện hiện nay đang rất phổ biến bởi nhu cầu đo lường và kiểm soát chất lượng dung dịch. Độ dẫn điện càng thấp thì dung dịch càng tinh khiết, càng ít tạp chất.
Một số ứng dụng phổ biến của máy đo độ dẫn điện có thể kể đến là:
- Đối với lĩnh vực y tế, nguồn nước pha chế đòi hỏi phải đáp ứng nhiều chỉ tiêu nghiêm ngặt, trong đó độ dẫn điện phải rất nhỏ (thường nhỏ hơn 1µS/cm hoặc 0.1µS/cm).
- Đối với ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống, nguồn nước đầu vào cũng đòi hỏi độ dẫn điện rất thấp.
- Đối với công nghiệp sản xuất linh kiện bán dẫn, nguồn nước dùng trong các khâu xử lý cũng đòi hỏi mức trở kháng rất cao.
- Độ dẫn điện cũng là một thông số đo lường bắt buộc trong việc kiểm tra nước xả thải ở các nhà máy, khu công nghiệp.
- Đối với nuôi trồng thủy hải sản, thì độ dẫn điện của nguồn nước cũng là một yếu tốt rất quan trọng cần được giám sát thường xuyên.
Ngoài ra, độ dẫn điện cũng phản ánh nồng độ các chất hòa tan trong dung dịch (TDS), có thể quy đổi bằng cách nhân với hệ số k, hệ số này có dải rộng từ 0.4~2 tùy theo tính chất dung dịch.
3. Vì sao nên hiệu chuẩn Máy đo độ dẫn điện
Độ ổn định, độ chính xác của thiết bị sẽ phụ thuộc vào tần suất hoạt động và môi trường xung quanh. Sau một thời gian vận hành, thiết bị sẽ dần mất đi tính ổn định và thiếu chính xác. Lúc này, người dùng cần kiểm tra và tiến hành hiệu chuẩn định kỳ, nhằm bảo đảm thiết bị luôn trong tình trạng tốt nhất, cung cấp số liệu đo đáng tin cậy.
Dưới đây là quy trình hiệu chuẩn tham khảo cho máy đo độ dẫn điện.
4. Tiến hành hiệu chuẩn Máy đo độ dẫn điện
Lưu ý: Đây là quy trình theo chuẩn chung, quy trình cụ thể trên thực tế sẽ có những điểm khác biệt nhất định, phụ thuộc vào nhu cầu của khách hàng.
Nguồn: DLVN 274 :2014
4.1 Các phép hiệu chuẩn
- Kiểm tra bên ngoài.
- Kiểm tra kỹ thuật.
- Kiểm tra đo lường: bao gồm kiểm tra sai số, kiểm tra độ lặp lại và kiểm tra độ ổn định theo thời gian.
4.2 Phương tiện hiệu chuẩn
- Dung dịch chuẩn độ dẫn điện
- Phương tiện đo độ dẫn điện.
- Bể ổn nhiệt.
- Thiết bị đo nhiệt độ.
- Phương tiện đo nhiệt độ và độ ẩm môi trường.
- Nước cất.
- Bình xịt tia.
- Giấy thấm.
4.3 Điều kiện hiệu chuẩn
Khi tiến hành hiệu chuẩn, phải đảm bảo các điều kiện sau đây:
– Nhiệt độ: (25 ± 5) oC;
– Độ ẩm không khí: ≤ 80 %RH (không đọng sương).
4.4. Chuẩn bị hiệu chuẩn
Trước khi tiến hành hiệu chuẩn phải thực hiện các công việc chuẩn bị sau đây.
– Chọn các điểm hiệu chuẩn tương ứng với các dung dịch chuẩn có giá trị danh định như bảng 3.
– Dung dịch chuẩn được giữ ổn nhiệt tại (25 ± 0,01) °C bằng bể ổn nhiệt.
– Trước khi tiến hành hiệu chuẩn, đầu đo của phương tiện đo độ dẫn điện (sau đây gọi là PTĐ) phải được làm sạch với dung môi thích hợp. Tuỳ thuộc vào vật liệu chế tạo đầu đo, theo hướng dẫn của nhà sản uất ghi trong tài liệu kỹ thuật, sau đó rửa lại bằng nước cất.
5.5. Tiến hành hiệu chuẩn Máy đo độ dẫn điện
5.5.1 Kiểm tra bên ngoài Phải kiểm tra bên ngoài theo các yêu cầu sau đây:
Kiểm tra bằng mắt để xác định s phù hợp c a PTĐ với các yêu cầu quy định trong tài liệu kỹ thuật về hình dáng, kích thước, hiển thị, nguồn điện sử dụng, nhãn hiệu và phụ kiện kèm theo.
5.5.2 Kiểm tra kỹ thuật Phải kiểm tra kỹ thuật theo các yêu cầu sau đây :
Kiểm tra trạng thái hoạt động bình thường và cơ cấu chỉnh c a PTĐ theo tài liệu kỹ thuật.
5.5.3 Kiểm tra đo lường Phương tiện đo độ dẫn điện được kiểm tra đo lường theo trình tự nội dung, phương pháp và yêu cầu sau đây:
5.5.3.1. Phương pháp hiệu chuẩn phương tiện đo độ dẫn điện :
Là so sánh kết quả đo trực tiếp giá trị độ dẫn điện của dung dịch chuẩn bằng PTĐ và giá trị độ dẫn điện được chứng nhận của dung dịch chuẩn đó tại nhiệt độ (25 ± 0,01) °C.
5.5.3.2. Kiểm tra sai số:
– Tại mỗi điểm hiệu chuẩn, đầu đo của PTĐ phải được tráng tối thiểu 03 lần và ngâm 10 phút trong dung dịch chuẩn tương ứng. – Tại mỗi điểm hiệu chuẩn, đo tối thiểu 03 lần liên tiếp bằng PTĐ. Ghi kết quả đo được vào biên bản ở phụ lục 1.
– Sai số của mỗi phép đo được tính theo công thức sau:
5.5.3.3. Kiểm tra độ lặp lại.
– Chọn 01 dung dịch chuẩn như trong mục 6 để tiến hành kiểm tra độ lặp lại.
– Dùng PTĐ đo tối thiểu 05 lần liên tiếp xác định nồng độ dung dịch chuẩn đã chọn. Ghi kết quả vào biên bản hiệu chuẩn ở phụ lục 1.
– Độ lặp lại được tính theo độ lệch chuẩn s theo công thức sau:
– Độ lệch chuẩn s không được lớn hơn 1/3 sai số cho phép của PTĐ.
7.3.4 Kiểm tra độ ổn định theo thời gian (độ trôi).
– Chọn dung dịch chuẩn như mục 7.3.3.
– Dùng PTĐ đo 03 lần dung dịch chuẩn đã chọn, m i lần cách nhau 02 giờ. Ghi kết quả vào biên bản hiệu chuẩn ở phụ lục 1.
– Sai lệch gi a các kết quả đo so với phép đo đầu tiên không được lớn hơn sai số cho phép c a PTĐ.
