ما هو محلّل التوصيل الكهربائي
يبلّغ محلّل التوصيل الكهربائي عن قدرة الماء على حمل التيار الكهربائي، باستمرار، وهذا الرقم يقوم مقام مجموع الأيونات الذائبة من غير أن يُسمّي أيونًا واحدًا. وهو الأسلوب المعتاد لمراقبة سلسلة معالجة مياه: فالقراءة تنخفض بينما ينزع الجهاز الأملاح، وترتفع حين يستنفد وسط التبادل، وتفصل بين مكثّف نظيف ومكثّف يسرّب قبل وقت طويل من انتباه أي وسيلة أخرى.
المحلّل زوجان لا صندوق واحد. متحكّم على اللوحة يحمل الإلكترونيات، والشاشة، والمخارج، والمرحلّات، وقطب في الماء هو الذي يقيس. ويُعرَّف القطب بثابت خلية، وهو الحدّ الهندسي الذي يحوّل موصلته إلى موصلية، وبالمادة المصنوع منها، وهي التي تحسم هل يصمد أمام الماء وكم يسرع عليه التوسّخ. والصفتان معًا تثبّتان المدى الذي يستطيع هذا الزوج قياسه.
والقراءة بلا حرارتها لا معنى لها. فالموصلية ترتفع مع درجة الحرارة ارتفاعًا يقارب التناسب، وتختلف باختلاف ما هو ذائب، لذلك تصحّح الأجهزة كل قراءة إلى درجة حرارة مرجعية قبل عرضها، والتصحيح ليس خيارًا في عملية تتحرّك فيها حرارة الماء. والذي يفصل محلّلًا عن آخر هو غالبًا دقة ذلك التصحيح، ومدى ثوابت الأقطاب التي يمكن إخبار الجهاز بها، وهل يشتقّ من القياس نفسه الكمّيات ذات الصلة (المواد الصلبة الذائبة، أو المقاومية، أو الملوحة).
كيفية قياس محلّل التوصيل الكهربائي
الخلية التلامسية هي الترتيب التقليدي: قطبان بمساحة ومسافة ثابتتين يلامسان الماء، ويُطبَّق عليهما جهد متناوب كي لا يُستقطَب القطبان أثناء القياس. وثابت الخلية هو تلك الهندسة، وهو ما يسمح لجهاز واحد بأن يغطّي مدى من الماء الفائقة النقاء إلى المحلول الملحيّ المركز بتغيير القطب لا الإلكترونيات. والثوابت المنخفضة تلاءم الموصلية المنخفضة، حيث يكون التيار ضئيلًا والماء قريبًا من أن يكون عازلًا.
وللخلية التلامسية مثلبان عند الطرفين. ففي الماء النظيفة جدًا تكون الإشارة صغيرة إلى حدّ تصير معه سعة الكابل والتوسّخ عاملين مؤثّرين، وفي الماء المتّسخة أو المركّزة يتوسّخ القطبان ويستقطبان. أما الخلية الحثّية، أو الحلقية، فتُجيب عن الحالة الثانية: ملفّان مُغلَّفان يجعلان الماء نفسه هو الرابط بينهما، فلا يلامس العيّنة معدن. وهي لا تقيس الماء النقية قياسًا صالحًا، لكنها الاختيار الصحيح للحمأة، والعجينة، والمحاليل المركّزة حيث تُوسِّخ الخلية التلامسية في أيام.
عنصر الحرارة جزء من القياس لا من التسهيل. فالأجهزة تُطبّق تعويضًا يُرجع كل قراءة إلى مرجع مشترك، خمسٍ وعشرين درجة في العادة، والمعامل المستعمل يتبع الأيونات الموجودة. وحيث كان التكوين مجهولًا يُطبَّق معامل عام ويُقبل الخطأ الباقي جزءًا من اللايقين. والقراءة المذكورة بلا حرارتها المرجعية وبلا معاملها لا تُقارَن بحدّ ولا بجهاز آخر.
خيارات التكوين
معظم المواصفات تُحدد بهذه القرارات، لا بفئة الدقة. وكل قرار يقيد ما يليه، ولذلك تُحسم بالترتيب.
| الإعداد | الخيارات المطلوب حسمها | ما الذي يحسمه فعليًا |
| نوع الخلية | خلية تلامسية بأقطاب ملامسة للسائل، أو خلية حثّية لا تضع في الماء معدنًا | هل يستطيع الجهاز قياس الماء الفائقة النقاء أصلًا، وهل يصمد أمام تيار مُوسِّخ أو أكّال. وهذا هو القرار الأول. |
| ثابت الخلية | هندسة القطب، وهي التي تثبّت نطاق الموصلية الذي يستطيع الزوج تمييزه | مدى العمل. فالثابت المختار لماء مركّز لا يكاد يحسّ بالتغيّر في الماء النقية، والعكس كذلك. |
| مادة القطب | فولاذ لا يصدأ، أو غرافيت، أو لدن هندسي، مع هيكل موافق للوسط | هل يصمد القطب أمام الكيمياء والحرارة، وكم مرة يجب تنظيفه. فالمادة التي تتآكل تُغيّر ثابت الخلية أثناء ذلك. |
| عنصر الحرارة | نوع الحسّاس داخل القطب، وهل يوافق ما يتوقّعه المتحكّم | هل يمكن تطبيق التعويض أصلًا. فمتحكّم وقطب لا يتّفق عنصرهما لا يُنتجان قراءة مصحّحة. |
| المعاملات المشتقّة | الموصلية وحدها، أو الموصلية مع المواد الصلبة الذائبة، أو المقاومية، أو الملوحة | هل يكفي جهاز واحد لغرض ثانٍ، مثل قراءة المقاومية في حلقة ماء نقي. فالأرقام المشتقّة تتبع عاملًا مفترضًا لا قياسًا مستقلًا. |
| المخارج والمرحلّات | مخارج تماثلية، ومرحلّات إنذار وتحكّم، وهل يمكن برمجة دورة تنظيف | هل تتحكّم القراءة في المنشأة أم تبلّغ عنها فقط. فمرحل يقود صمامًا مطلَبٌ غير مطلَب مرحل يقود مصباحًا. |
| التركيب والوصلية | تركيب المتحكّم في لوحة، أو على جدار، أو على أنبوب؛ وغمر القطب، أو جريان الماء خلاله، أو إدخاله؛ وطول الكابل وطريقة نهايته | هل يستقرّ القطب في التيار أم في مجرى جانبي يمكن عزله. فالتركيب هو الذي يحدّد كم من الصيانة يجوز دون إيقاف العملية. |
يُختار القطب قبل المتحكّم. فمتحكّم متقدّم مُوصَل بثابت خلية خاطئ يكون مدى عمله أضيق من متحكّم بسيط مُوصَل بالخلية الصحيحة.
كيفية اختيار محلّل التوصيل الكهربائي
| القرار | ما الذي يحسمه | ما الذي يُسأل عنه |
|---|
| نطاق الموصلية | من ماء فائقة النقاء تُقاس موصليتها بأجزاء من µS إلى محلول ملحيّ مركزّ | هذا وحده يفصل بين الخلية التلامسية والخلية الحثّية ويثبّت ثابت الخلية، وكل ما عداه يتبعه. |
| مقدار اتّساخ الماء أو أكْلِه | مكثّف نظيف، أو ماء تبريد، أو مجاري، أو عجينة، أو تيار حمضي | معدّل التوسّخ يفصل بين خلية تلامسية تُنظَّف مرارًا وخلية حثّية تحتمل الوسط. |
| هل تتحرّك الحرارة | حلقة مضبوطة، أو تيار تتبع حرارته الطقس | الحرارة المتحرّكة تجعل التعويض هو العامل المحدّد للدقة، لا الخلية. |
| على ماذا تعمل القراءة | شاشة لمشغّل، أو حلقة تحكم، أو سجلّ التزام | التحكّم والالتزام يدفعان المطلوبات نحو المخارج والمرحلّات ومعايرة موثّقة، لا نحو القدرة على التمييز. |
| هل يلزم معامل ثانٍ | مواد صلبة ذائبة، أو مقاومية، أو ملوحة من المجس نفسه | الرقم المشتقّ مريح لكنه يحمل معه عامل التحويل المفترض، ولا بدّ من ذكره إن أريد الدفاع عن القراءة. |
| أين يمكن تركيب القطب | في الأنبوب مباشرة، أو في مجرى جانبي، أو مغمورًا في خزان | المجرى الجانبي هو ما يجعل المعايرة ممكنة دون إيقاف العملية، وهو يُقرَّر وقت التصميم لا بعده. |
| البيئة ومسافة الكابل | لوحة في الداخل، أو خزانة في العراء، والمسافة إلى القطب | الكابل الطويل يؤثّر في الخلية قليلة الثابت أكثر ممّا يؤثّر في الجهاز، ولا بدّ أن تُوافق نهاية الكابل القطب. |
إن بقي أيٌّ من هذه مفتوحًا فأرسل ما هو معروف؛ يمكن إصدار عرض السعر انطلاقًا من وصف التشغيل ثم تحسينه بعد سدّ الفجوات.
البدائل الأقرب
هذه هي الأنواع التي ينصرف إليها عادة طلب الاستفسار عن محلّل التوصيل الكهربائي، والنقطة التي يُحسم عندها الاختيار فعلًا.
| أقرب بديل | ما الذي يفصله عن محلّل التوصيل الكهربائي |
| مقاييس التوصيل الكهربائي للعملية | القياس الفيزيائي نفسه مُقدَّمًا جهازًا للوحة أو للموقع، بدل أن يكون محلّلًا يُغذّي نظام تحكم. وحيث يجب أن تتحكّم القراءة في المنشأة وأن تُسجَّل تُستعمل صيغة المحلّل، وحيث يكفي أن يراها المشغّل كان المقياس كافيًا. |
| مقاييس TDS | تبلّغ عن المواد الصلبة الكلية الذائبة، وهي قراءة موصلية حُوِّلت بعامل مفترض لا قياسًا مستقلًا. وهذا التحويل يثبت لماء بعينه ويشردّ لماء آخر، ولهذا كانت الموصلية الخام هي الرقم الذي تُحدَّد مواصفته في العادة. |
| مقاييس الملوحة | تبلّغ عن محتوى الملح بمقياس معرَّف لماء البحر. وهي الأجهزة الصحيحة للمهمة البحرية أو المصبّية، والخاطئة للماء الصناعي، إذ لا تكون العلاقة بين الموصلية ومحتوى الملح هي التي يفترضها ذلك المقياس. |
| محلّلات pH | تقيس الحموضة مستقلًا عن محتوى الأيونات، فالمحلول المتعادل قد يكون نقيًا أو مالحًا جدًا. والعائلتان متكاملتان لا بديلان، وكثيرًا ما يقيّد حدّ واحد لجودة المياه كليهما. |
| محلّلات الأكسجين المذاب | تقيس غازًا مذابًا لا المحتوى الأيوني. ومع ذلك فالموصلية ذات صلة بها، لأن الملوحة التي تُشير إليها أحد المداخل التي تحوّل قراءتها إلى تركيز. |
| محلّلات جودة المياه | تجمع الموصلية إلى معاملات أخرى في جهاز واحد أو غلاف واحد. وحيث كانت الموصلية هي المتغيّر المتحكَّم به استُعمل محلّل مخصّص، وتولّى الجهاز متعدّد المعامل بقيّة الصورة. |
والحدّ الجدير بالحسم أولًا هو هل يُراد الرقم تركيزًا أيونيًا، أم مواد صلبة ذائبة، أم ملوحة، لأن الثلاثة تُشتقّ من القياس نفسه عبر فروض مختلفة.
ما يجب تضمينه في الاستفسار
يمكن أن يكون الرد الأول عرض سعر بدل مجموعة من الأسئلة إذا كان الاستفسار يتضمن هذه المعلومات. وعندما لا يكون الرقم معروفًا، أرسل وصف الوظيفة وسنؤكّد ما يترتب عليه.
- نطاق الموصلية المطلوب تغطيته، مع أدنى قيمة وأعلى قيمة متوقّعتين في التشغيل المعتاد
- تكوين الماء ودرجة حرارته، بما في ذلك أي ميل إلى التوسّخ أو الأكل
- هل تُحتاج خلية تلامسية أم حثّية، وثابت الخلية إن كان مثبَّتًا سلفًا
- عنصر الحرارة المركَّب في القطب، وهل يوافق المتحكّم
- هل تُعرض المواد الصلبة الذائبة أو المقاومية أو الملوحة أيضًا
- المخارج التماثلية والمرحلّات وأي ترتيب تنظيف تطلبه المنشأة
- هل يجب تسجيل القراءة أو ربطها بالشبكة، وبأي بروتوكول
- ترتيب تركيب المتحكّم والقطب، وطول الكابل، وهل وُفِّر مجرى جانبي
- الكمية، وميناء الوصول، وتاريخ التسليم المطلوب
