Принцип работы кондуктометра
Кондуктометр – это прибор для измерения электрической проводимости растворов. Его работа основана на способности электролитов проводить электрический ток. Когда вещество растворяется в воде, оно может распадаться на положительно и отрицательно заряженные ионы. Именно эти ионы и обеспечивают прохождение электрического тока через раствор.
Конструкция самодельного датчика проводимости
Необходимые материалы:
- Два отрезка изолированного медного провода 22 калибра по 20 см
- Два отрезка нихромовой проволоки 32 калибра по 10 см
- Пластиковый корпус от одноразовой ручки
- Паяльник и безсвинцовый припой
- Кусачки для зачистки проводов
- Изоляционная лента
Процесс сборки:
- Зачистите концы медных проводов от изоляции
- Присоедините нихромовую проволоку к оголенным концам медных проводов
- Припаяйте соединения для надежности
- Закрепите провода на противоположных сторонах корпуса ручки
- Оставьте небольшие (1 мм) участки нихромовой проволоки на конце для контакта с раствором
- Изолируйте конструкцию лентой, оставив только контактные участки
Подключение датчика
Существует два основных способа использования датчика:
Качественный метод (со светодиодом)
Собирается простая схема с LED-индикатором, резистором 470 Ом и батареей 9В. При погружении датчика в проводящий раствор светодиод загорается. Интенсивность свечения косвенно указывает на проводимость раствора.Количественный метод (с Arduino)
Более сложная схема включает:- Arduino UNO
- LCD-дисплей 16x2
- Подстроечный резистор 10 кОм
- Резисторы 10 кОм и 220 Ом
Данная схема позволяет получать численные значения относительной проводимости растворов.
Практическое применение
Области использования кондуктометров:
- Контроль качества воды в опреснительных установках
- Мониторинг загрязнений в системах очистки сточных вод
- Проверка ионного состава в системах охлаждения
- Обнаружение утечек в трубопроводах
- Химический анализ растворов
- Контроль процессов промышленной очистки
Исследование различных растворов
Типичные результаты измерений:
- Дистиллированная вода – практически не проводит ток
- Водопроводная вода – слабая проводимость из-за растворенных минералов
- Раствор поваренной соли – высокая проводимость
- Раствор сахара – не проводит ток (неэлектролит)
- Раствор пищевой соды – высокая проводимость
- Лимонный сок – средняя проводимость (слабый электролит)
Меры предосторожности
При работе с кондуктометром необходимо соблюдать следующие правила:
- Использовать защитные очки при пайке
- Тщательно промывать датчик между измерениями
- Не допускать контакта с опасными химическими веществами
- Проверять целостность изоляции проводов
- Работать только с безопасными растворами
Данный проект позволяет не только создать полезный измерительный прибор, но и глубже понять принципы электропроводности растворов и их практическое применение в различных областях науки и техники.
