विद्युत चालकता मीटर: शुरुआती लोगों के लिए एक व्यापक मार्गदर्शिका

गुणवत्ता नियंत्रण, पर्यावरण निगरानी और विशिष्ट विनिर्माण के आधुनिक संदर्भ में, द्रव संरचना का सटीक आकलन करने की क्षमता सर्वोपरि है।इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी(ईसी) एक मूलभूत पैरामीटर है, जो किसी विलयन में घुले आयनिक पदार्थ की कुल सांद्रता के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है।विद्युत चालकता मीटर(ईसी मीटर) इस गुण को मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला अपरिहार्य विश्लेषणात्मक उपकरण है।

यह व्यापक मार्गदर्शिका पेशेवरों और शुरुआती लोगों दोनों के लिए डिज़ाइन की गई है, जो ईसी मीटर के सिद्धांतों, कार्य, अंशांकन और विविध अनुप्रयोगों का गहन विश्लेषण प्रदान करती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि शुरुआती लोग आत्मविश्वास के साथ इस आवश्यक माप तकनीक को अपने परिचालन कार्यप्रवाह में एकीकृत कर सकें।

विषयसूची:

1. विद्युत चालकता क्या है?

2. विद्युत चालकता मीटर क्या है?

3. विद्युत चालकता मीटर का कार्य सिद्धांत क्या है?

4. विद्युत चालकता मीटर क्या मापता है?

5. सभी प्रकार के विद्युत चालकता मीटर

6. विद्युत चालकता मीटर का अंशांकन कैसे करें?

7. विद्युत चालकता मीटर के व्यापक अनुप्रयोग

8. विद्युत चालकता मीटर और पीएच मीटर में क्या अंतर है?

I. विद्युत चालकता क्या है?

इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी(κ) किसी पदार्थ की विद्युत धारा संचारित करने की क्षमता का माप है। जलीय विलयनों में, यह संचरण मुक्त इलेक्ट्रॉनों (जैसे धातुओं में) द्वारा नहीं, बल्कि घुले हुए आयनों की गति द्वारा होता है। जब लवण, अम्ल या क्षार जल में घुलते हैं, तो वे धनावेशित धनायनों और ऋणावेशित ऋणावेशित ऋणायनों में वियोजित हो जाते हैं। ये आवेशित कण विलयन को विद्युत का संचालन करने में सक्षम बनाते हैं।

सामान्यतः, चालकता (σ) को गणितीय रूप से प्रतिरोधकता (ρ) के व्युत्क्रम के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो किसी पदार्थ की विद्युत धारा का संचालन करने की क्षमता को दर्शाता है (σ = 1/ρ)।

विलयनों के लिए, चालकता सीधे आयन सांद्रता पर निर्भर करती है; सरल शब्दों में,मोबाइल आयनों की उच्च सांद्रता का परिणाम सीधे उच्च चालकता होता है।

जबकि चालकता के लिए मानक अंतर्राष्ट्रीय इकाई (एसआई इकाई) सीमेंस प्रति मीटर (एस/एम) है, व्यावहारिक अनुप्रयोगों मेंपसंदजल गुणवत्ता विश्लेषणऔर प्रयोगशाला विश्लेषण, माइक्रो-सीमेंस प्रति सेंटीमीटर (µS/cm) या मिली-सीमेंस प्रति सेंटीमीटर (mS/cm) मान हैंअधिक सामान्य और व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

II. विद्युत चालकता मीटर क्या है?

An विद्युत चालकता मीटरयह एक सटीक विश्लेषणात्मक उपकरण है जिसे किसी विलयन की चालकता मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो विद्युत क्षेत्र लागू करके और परिणामी धारा प्रवाह को परिमाणित करके संचालित होता है।

उपकरण में आम तौर पर तीन मुख्य कार्यात्मक इकाइयाँ शामिल होती हैं:

1. चालकता सेल (जांच/इलेक्ट्रोड):यह वह सेंसर है जो लक्षित विलयन से संपर्क करता है। इसमें दो या दो से अधिक इलेक्ट्रोड (अक्सर प्लैटिनम, ग्रेफाइट या स्टेनलेस स्टील से बने) होते हैं जो एक निश्चित दूरी पर स्थित होते हैं।

2. मीटर इकाई:यह वह इलेक्ट्रॉनिक घटक है जो उत्तेजना वोल्टेज (एसी) उत्पन्न करता है और सेंसर सिग्नल को संसाधित करता है।

3. तापमान सेंसर:सटीक क्षतिपूर्ति के लिए नमूने के तापमान को मापने के लिए इस आवश्यक घटक को अक्सर जांच में एकीकृत किया जाता है।

ईसी मीटर उन प्रक्रियाओं के प्रबंधन के लिए आवश्यक डेटा प्रदान करता है जहां घुले हुए ठोस पदार्थों की सांद्रता महत्वपूर्ण होती है, जैसे जल शोधन और रासायनिक विनिर्माण।

III. विद्युत चालकता मीटर का कार्य सिद्धांत क्या है?

मापन सिद्धांत चालकता और प्रतिरोध के बीच के संबंध पर निर्भर करता है, जो एक निश्चित ज्यामिति द्वारा मध्यस्थता करता है। आइए, मापन के मुख्य चरणों पर एक साथ नज़र डालें:

1. एसी वोल्टेज अनुप्रयोग:मीटर जांच में दो इलेक्ट्रोडों के बीच एक सटीक, ज्ञात प्रत्यावर्ती धारा (एसी) वोल्टेज लागू करता है, जो इलेक्ट्रोड सतहों के ध्रुवीकरण और क्षरण को रोकता है।

2. वर्तमान माप:विद्युत चालकता मीटर विलयन में प्रवाहित धारा (I) के परिमाण को मापता है, और यह धारा गतिशील आयनों की सांद्रता के समानुपाती होती है।

3. चालकता गणना:दो प्लेटों के बीच विलयन की विद्युत चालकता (G) की गणना ओम के नियम के पुनर्व्यवस्थित रूप का उपयोग करके की जाती है: G = I/V.

4. चालकता निर्धारण:विशिष्ट चालकता (κ) प्राप्त करने के लिए, मापी गई चालकता (G) को जांच के सेल स्थिरांक (K) से गुणा किया जाता है: κ = G · K. सेल स्थिरांक (K) एक निश्चित ज्यामितीय कारक है जो इलेक्ट्रोड और उनके प्रभावी सतह क्षेत्र (A) के बीच की दूरी (d) द्वारा परिभाषित किया जाता है, K = d/A.

चालकता तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती है; 1°C की वृद्धि से रीडिंग लगभग 2-3% बढ़ सकती है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि परिणाम वैश्विक स्तर पर तुलनीय हों, सभी पेशेवर EC मीटर स्वचालित तापमान क्षतिपूर्ति (ATC) का उपयोग करते हैं।

मीटर मापी गई चालकता मान को एक मानक तापमान, आमतौर पर 25°C, के संदर्भ में परिभाषित तापमान गुणांक का उपयोग करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि माप के दौरान नमूने के वास्तविक तापमान की परवाह किए बिना रिपोर्ट किया गया मान सटीक है।

IV. विद्युत चालकता मीटर क्या मापता है?

जबकि EC मीटर का मूल आउटपुट हैइलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटीइस रीडिंग का उपयोग नियमित रूप से विभिन्न औद्योगिक संयंत्रों में अन्य महत्वपूर्ण जल गुणवत्ता मापदंडों को मापने या अनुमान लगाने के लिए किया जाता है:

1. विद्युत चालकता (ईसी):प्रत्यक्ष माप, µS/cm या mS/cm में रिपोर्ट किया गया।

2. कुल घुलित ठोस (टीडीएस): टीडीएसप्रति इकाई जल आयतन में घुले कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों के कुल द्रव्यमान को दर्शाता है, जिसे आमतौर पर मिलीग्राम/लीटर या प्रति मिलियन भाग (पीपीएम) में व्यक्त किया जाता है। चूँकि ईसी का आयनिक अंश (टीडीएस का सबसे बड़ा अंश) के साथ गहरा संबंध होता है, इसलिए ईसी मीटर एक रूपांतरण कारक (टीडीएस फैक्टर) का उपयोग करके अनुमानित टीडीएस मान प्रदान कर सकता है, जो आमतौर पर 0.5 से 0.7 तक होता है।

3. लवणता:खारे पानी, समुद्री जल और औद्योगिक लवण जल के लिए, EC लवणता का प्राथमिक निर्धारक है, जो पानी में घुले सभी लवणों की कुल सांद्रता है, जिसे आमतौर पर PSU (व्यावहारिक लवणता इकाइयों) या प्रति हजार भागों में रिपोर्ट किया जाता है।

V. सभी प्रकार के विद्युत चालकता मीटर

विभिन्न विन्यासों में ईसी मीटर सटीकता, गतिशीलता और निरंतर निगरानी की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, और यहां हैंसामान्यचालकता के प्रकारमीटर की दूरी परवहऔद्योगिक दृश्यों में अक्सर देखे जाते हैं:

VI. विद्युत चालकता मीटर का अंशांकन कैसे करें?

किसी भी ईसी मापन प्रणाली की सटीकता और विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए नियमित अंशांकन अनिवार्य है। अंशांकन, ज्ञात मानों के प्रति मीटर की प्रतिक्रिया को मानकीकृत करता है और सेल स्थिरांक (K) की पुष्टि करता है।

मानक अंशांकन प्रक्रिया:

1. मानक चयन:प्रमाणित चुनेंचालकता मानक समाधान(उदाहरण के लिए, पोटेशियम क्लोराइड (KCl) विलयन जिनके ज्ञात मान 1413 µS/cm या 12.88 mS/cm हैं) जो आपकी अपेक्षित नमूना सीमा को पूरा करता है।

2. जांच तैयारी:इलेक्ट्रोड को विआयनीकृत (DI) जल से अच्छी तरह धोएँ और फिर सतह को कंडीशन करने के लिए मानक घोल की थोड़ी मात्रा से धोएँ। लिंट-फ्री पेपर से सुखाएँ; ज़ोर से न पोंछें।

3. मापन:प्रोब को मानक घोल में पूरी तरह डुबोएँ, यह सुनिश्चित करते हुए कि इलेक्ट्रोड सतहों के पास कोई हवा का बुलबुला न फँसा हो। तापमान को स्थिर होने दें।

4. समायोजन:मीटर का अंशांकन कार्य आरंभ करें। उपकरण स्वचालित रूप से स्थिर मान पढ़ेगा और आंतरिक रूप से अपने मापदंडों को समायोजित करेगा (या उपयोगकर्ता को ज्ञात मानक मान इनपुट करने के लिए संकेत देगा)।

5. सत्यापन:उच्च परिशुद्धता वाले कार्य के लिए, दूसरे, भिन्न मानक समाधान का उपयोग करके अंशांकन को सत्यापित करें।

VII. विद्युत चालकता मीटर के व्यापक अनुप्रयोग

ईसी माप के अनुप्रयोग विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक और महत्वपूर्ण हैं:

1. जल शोधन:रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) और डीआयनाइज़ेशन प्रणालियों की दक्षता की निगरानी। अति-शुद्ध जल की चालकता उसकी गुणवत्ता का प्रत्यक्ष माप है (कम µS/cm उच्च शुद्धता दर्शाता है)।

2. पर्यावरण विज्ञान:प्राकृतिक जल निकायों (नदियों, झीलों, भूजल) के समग्र स्वास्थ्य और लवणता का आकलन, अक्सर संभावित प्रदूषण या खनिज अपवाह के संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है।

3. कृषि और बागवानी:नियंत्रणपोषक तत्व घोल सांद्रताहाइड्रोपोनिक्स और फर्टिगेशन में। पौधों का स्वास्थ्य सीधे तौर पर दिए जाने वाले पानी के ईसी स्तर से जुड़ा होता है।

4. औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण:घुले हुए ठोस पदार्थों की सांद्रता को स्वीकार्य सीमा के भीतर बनाए रखते हुए स्केल और संक्षारण को रोकने के लिए कूलिंग टावरों और बॉयलरों में ब्लोडाउन चक्रों को विनियमित करना।

5. खाद्य एवं पेय पदार्थ:गुणवत्ता नियंत्रण, जिसका उपयोग अवयवों की सांद्रता को मापने के लिए किया जाता है (उदाहरण के लिए, नमकीन घोल में नमक या पेय पदार्थों में अम्ल की सांद्रता)।

VIII. विद्युत चालकता मीटर और पीएच मीटर के बीच क्या अंतर है?

जबकि दोनों ही तरल विश्लेषण के लिए आवश्यक उपकरण हैं, ईसी मीटर औरthईपीएच मीटरमापयूरेकिसी समाधान की मौलिक रूप से विशिष्ट विशेषताएँ:

एक व्यापक जल विश्लेषण में, दोनों पैरामीटर ज़रूरी हैं। उदाहरण के लिए, जहाँ उच्च चालकता आपको बताती है कि कई आयन मौजूद हैं, वहीं pH आपको बताता है कि ये आयन मुख्य रूप से अम्लता या क्षारीयता में योगदान दे रहे हैं।