Che cos'è un analizzatore di conducibilità
Un analizzatore di conducibilità riporta in continuo la capacità dell'acqua di condurre corrente elettrica, e quel numero tiene il posto del contenuto totale di ioni disciolti senza mai nominare uno ione. È il modo standard di sorvegliare una catena di trattamento dell'acqua: la lettura scende mentre un demineralizzatore fa il suo lavoro, sale quando un letto si esaurisce, e distingue una condensa pulita da una che perde molto prima che qualsiasi altra misura se ne accorga.
L'analizzatore è una coppia, non un solo apparecchio. Un regolatore da pannello contiene l'elettronica, il display, le uscite e i relè; è l'elettrodo immerso nell'acqua a misurare. L'elettrodo è definito da una costante di cella, che è il termine geometrico il quale converte la sua conduttanza in una conducibilità, e dal materiale con cui è realizzato, che decide se sopravvive all'acqua e quanto in fretta si incrosta. Sono queste due proprietà, insieme, a fissare il campo che la coppia può misurare.
Senza la sua temperatura la lettura non significa nulla. La conducibilità cresce con la temperatura in modo quasi proporzionale e dipende da ciò che è disciolto, quindi gli strumenti correggono ogni lettura a una temperatura di riferimento prima di mostrarla, e la correzione non è facoltativa su un processo dove la temperatura dell'acqua si muove. Ciò che differenzia un analizzatore da un altro è di solito l'accuratezza di quella correzione, l'intervallo di costanti di cella che gli si può indicare, e se dalla stessa misura ricava anche le grandezze correlate, cioè solidi disciolti, resistività o salinità.
Come misura un analizzatore di conducibilità
La cella a contatto è il dispositivo classico: due elettrodi di area e distanza fisse in contatto con l'acqua, con una tensione alternata applicata perché la misura non polarizzi gli elettrodi. La costante di cella è quella geometria, ed è ciò che permette a un solo strumento di coprire un intervallo che va dall'acqua ultrapura a una salamoia concentrata cambiando l'elettrodo e non l'elettronica. Le costanti basse si addicono alle conducibilità basse, dove la corrente è minuscola e l'acqua è vicina a un isolante.
La cella a contatto ha due punti deboli agli estremi. In acqua molto pulita il segnale è tanto piccolo che la capacità del cavo e l'incrostazione contano, e in acqua sporca o concentrata gli elettrodi si incrostano e si polarizzano. La cella induttiva, o toroidale, risponde al secondo caso: due bobine sono incapsulate in modo che sia l'acqua stessa a costituire l'accoppiamento tra loro, e nulla di metallico tocca il campione. Non misura bene l'acqua pura, ed è la scelta giusta per polpe, paste e soluzioni concentrate dove una cella a contatto si incrosterebbe in pochi giorni.
L'elemento di temperatura fa parte della misura e non è una comodità. Gli strumenti applicano una compensazione che riporta ogni lettura a un riferimento comune, di norma 25 °C, e il coefficiente usato dipende dagli ioni presenti. Dove la composizione è sconosciuta si applica un coefficiente generale e l'errore residuo è accettato come parte dell'incertezza. Una lettura citata senza la sua temperatura di riferimento e il suo coefficiente non è comparabile né con un limite né con un altro strumento.
Opzioni di configurazione
La maggior parte della specifica è definita da queste decisioni e non dalla classe di accuratezza. Ognuna vincola la successiva, ed è per questo che si chiariscono in ordine.
| Configurazione | Opzioni da definire | Cosa decide davvero |
| Tipo di cella | Una cella a contatto con elettrodi esposti al mezzo, o una cella induttiva che non mette metallo nell'acqua | Se lo strumento può misurare affatto l'acqua ultrapura, e se sopravvivrà a una corrente incrostante o corrosiva. È la prima decisione. |
| Costante di cella | La geometria dell'elettrodo, che fissa la banda di conducibilità che la coppia può risolvere | Il campo di lavoro. Una costante scelta per acque concentrate è insensibile in acqua pura, e viceversa. |
| Materiale dell'elettrodo | Acciaio inossidabile, grafite o un materiale plastico per impieghi tecnici, con il corpo adeguato al mezzo | Se l'elettrodo sopravvive alla chimica e alla temperatura, e con quale frequenza deve essere pulito. Un materiale che si corrode cambia anche la costante di cella. |
| Elemento di temperatura | Il tipo di sensore dentro l'elettrodo, e se corrisponde a ciò che il regolatore si aspetta | Se la compensazione può essere applicata. Un regolatore e un elettrodo i cui elementi non coincidono non possono dare una lettura corretta. |
| Parametri derivati | Solo la conducibilità, o la conducibilità con solidi disciolti, resistività o salinità | Se uno strumento può servire a un secondo scopo, come una indicazione di resistività su un circuito ad acqua pura. I valori derivati discendono da un fattore assunto e non da una misura separata. |
| Uscite e relè | Uscite analogiche, relè di allarme e di comando, e se un ciclo di pulizia può essere messo in sequenza | Se la lettura comanda l'impianto o lo riferisce soltanto. Un relè che pilota una valvola è un requisito diverso da uno che pilota una lampada. |
| Montaggio e collegamento | Montaggio a pannello, a parete o su tubo per il regolatore; immersione, attraversamento o inserzione per l'elettrodo; lunghezza del cavo e terminazione | Se l'elettrodo sta nella corrente del processo o in una derivazione dove può essere isolato. L'installazione decide quanta parte della manutenzione è possibile senza fermare il processo. |
L'elettrodo si sceglie prima del regolatore. Un regolatore sofisticato collegato alla costante di cella sbagliata ha un campo di lavoro più stretto di uno semplice collegato alla cella giusta.
Come scegliere un analizzatore di conducibilità
| Decisione | Cosa la determina | Cosa chiedere |
|---|
| La banda di conducibilità | Dall'acqua ultrapura a una frazione di microsiemens fino a una salamoia concentrata | Questo solo decide tra una cella a contatto e una induttiva e fissa la costante di cella. Tutto il resto ne discende. |
| Quanto l'acqua è sporca o corrosiva | Condensa pulita, acqua di raffreddamento, acque reflue, paste o una corrente acida | La velocità di incrostazione decide tra una cella a contatto che va pulita spesso e una cella induttiva che tollera il mezzo. |
| Se la temperatura si muove | Un circuito regolato, o una corrente la cui temperatura segue l'andamento atmosferico | Una temperatura che si muove fa dell'ingresso di compensazione il fattore che limita l'accuratezza, invece della cella. |
| Che cosa la lettura pilota | Un display per un operatore, un circuito di regolazione o una registrazione richiesta dalla normativa | Regolazione e conformità spostano i requisiti verso uscite, relè e una taratura documentata, e non verso la risoluzione. |
| Se serve una seconda grandezza | Solidi disciolti, resistività o salinità dalla stessa sonda | Un valore derivato è comodo e si porta dietro il fattore di conversione assunto, che va dichiarato se la lettura deve essere sostenuta. |
| Dove può essere installato l'elettrodo | Direttamente in tubazione, in una derivazione, o immerso in un serbatoio | La derivazione è ciò che rende possibile la taratura senza fermare il processo, e si decide in fase di progetto e non dopo. |
| L'ambiente e la tratta di cavo | Pannello all'interno, quadro all'esterno, e distanza dall'elettrodo | Un cavo lungo influenza una cella a costante bassa più di quanto influenzi lo strumento, e la terminazione deve essere adatta all'elettrodo. |
Se qualcuno di questi punti è ancora aperto, invii quanto è già noto. Un preventivo può essere emesso sulla base della descrizione dell'applicazione e precisato quando i punti in sospeso saranno chiariti.
Le alternative più vicine
Questi sono i tipi in cui una richiesta per un analizzatore di conducibilità si risolve di solito, e il punto in cui la scelta si decide davvero.
| Alternativa più vicina | Cosa lo distingue da un analizzatore di conducibilità |
| Misuratori di conducibilità di processo | La stessa misura fisica presentata come strumento da pannello o da campo invece che come analizzatore che alimenta un sistema di controllo. Dove la lettura deve comandare l'impianto ed essere registrata si usa la forma analizzatore; dove un operatore deve soltanto vederla, un misuratore è sufficiente. |
| Misuratori di TDS | Riportano i solidi totali disciolti, che sono una lettura di conducibilità convertita tramite un fattore assunto e non una misura separata. La conversione vale per un'acqua e deriva per un'altra, ed è per questo che di solito va specificata la conducibilità. |
| Misuratori di salinità | Riportano il contenuto di sale su una scala definita per l'acqua di mare. Sono lo strumento giusto per un impiego marino o di estuario e quello sbagliato per un'acqua industriale, dove la relazione tra conducibilità e contenuto di sale non è quella che la scala assume. |
| Analizzatori di pH | Misurano l'acidità indipendentemente dal contenuto ionico, così una soluzione neutra può essere pura o fortemente salina. I due strumenti sono complementari e non alternativi, e spesso lo stesso limite di qualità dell'acqua vincola entrambi. |
| Analizzatori di ossigeno disciolto | Misurano un gas disciolto e non il contenuto ionico. La conducibilità è tuttavia rilevante per loro, perché la salinità che essa implica è uno degli ingressi che convertono la loro lettura in una concentrazione. |
| Analizzatori di qualità dell'acqua | Combinano la conducibilità con altri parametri in un unico strumento o in un unico quadro. Dove la conducibilità è la variabile controllata si usa un analizzatore dedicato, e lo strumento multiparametrico copre il resto del quadro. |
Il confine da stabilire per primo è se il numero serve come concentrazione ionica, come solidi disciolti o come salinità, perché i tre sono ricavati dalla stessa misura attraverso ipotesi diverse.
Cosa includere nella richiesta
La prima risposta può essere un preventivo anziché una serie di domande, se la richiesta le contiene. Dove un valore non è noto, invii la descrizione del compito di misura e confermeremo ciò che implica.
- La banda di conducibilità da coprire, con il valore più basso e il più alto attesi nel funzionamento normale
- La composizione e la temperatura dell'acqua, inclusa ogni tendenza a incrostare o a corrodere
- Se serve una cella a contatto o induttiva, e la costante di cella se è già stabilita
- L'elemento di temperatura montato nell'elettrodo, e se corrisponde a quello del regolatore
- Se devono essere mostrati anche solidi disciolti, resistività o salinità
- Le uscite analogiche, i relè e ogni sequenza di pulizia richiesti dall'installazione
- Se la lettura deve essere registrata o messa in rete, e su quale protocollo
- La disposizione di montaggio per regolatore ed elettrodo, la lunghezza del cavo e se è prevista una derivazione
- Quantità, porto di destinazione e data di consegna richiesta
