SENSOR DE CONDUCTIVIDAD ML57M

Transcripción

1 SENSOR DE CONDUCTIVIDAD ML57M GUÍA DE USUARIO CENTRE FOR MICROCOMPUTER APPLICATIONS

2 Breve Descripción El sensor de conductividad ML57m mide la conductividad de una solución en el rango entre 0 a µs / cm. El sensor de conductividad se compone de un electrodo de conductividad y un amplificador. El electrodo de conductividad contiene 2 celdas de grafito. El sensor sólo se puede conectar a las interfaces que usen el protocolo I2C como la interface MoLab. El cable del sensor necesario para conectar el sensor a MoLab no se suministra con el sensor. Especificaciones del Sensor El sensor de conductividad ML57m es un sensor digital que convierte el valor de conductividad medido a través de un conversor de 16 bits analógico a digital. La velocidad de muestreo máxima del sensor es de 15 Hz. Cómo trabaja el sensor El sensor de conductividad mide la capacidad para conducir la electricidad en soluciones de agua. Cuando algunas sales y otros productos químicos inorgánicos se disuelven en agua se separan en iones cargados eléctricamente. Los iones aumentan la capacidad del agua para conducir la electricidad. Los iones más comunes que conducen la corriente eléctrica son: Sodio, Cloro, Calcio, Magnesio y algunos compuestos orgánicos como: azúcares, aceites y alcoholes. El principio por el cual el sensor mide la conductividad es simple - dos placas de grafito (celdas) se colocan en la muestra, se aplica una diferencia de potencial a través de las placas y se mide la corriente eléctrica-. La sonda de conductividad mide la conductancia de la solución (la inversa de la resistividad R), a partir de los valores de corriente de acuerdo con la ley de Ohm (G = 1 / R = I / V) La constante de celda específica (K) del electrodo de conductividad se usa para determinar la conductividad (C). La conductividad es entonces la conductancia por la constante de celda: C = G * K. La distancia de separación del electrodo dividido por el área del electrodo determina la constante de celda. El electrodo suministrado tiene una constante K nominal de 1.0 cm - 1. La unidad SI de conductancia es Siemens (S). S es una unidad muy grande, la conductancia de muestras acuosas se mide comúnmente en µs y la conductividad en µs / cm. Con el fin de evitar la migración completa de iones a los dos electrodos, el sensor utiliza corriente alterna. Con cada ciclo de corriente alterna la polaridad de los electrodos se invierte a su vez se invierte la dirección del flujo de iones. Esto evitará 2 Sensor de Conductividad ML57m, Guía de Usuario

3 que ocurra una electrólisis y polarización del sensor. Calibración El sensor de conductividad se suministra con una calibración de fábrica en µs / cm. El programa de Coach 6 permite desplazar la calibración predefinida o crear una nueva calibración de 3 puntos en caso de ser necesario. La calibración de usuario se almacena en la memoria del sensor. Para mediciones más precisas el sensor se puede calibrar. Para asegurarse de que los electrodos registren valores exactos moje la punta del electrodo de conductividad en agua destilada durante aproximadamente 10 minutos. Si esto no es posible, enjuague la punta a fondo con agua destilada antes de su uso. Limpie la parte exterior del cuerpo del electrodo con una toalla limpia. Agite enérgicamente para eliminar cualquier gota de la cámara de la celda Punto de calibración a cero Esta calibración es sencilla de realizar, el punto de calibración de cualquier solución (por ejemplo, en el aire). Llame a este valor 0 µs / cm. Solución estándar punto de calibración Coloque el sensor en una solución estándar de concentración conocida, por ejemplo de Cloruro de Sodio estándar equivalente a 1,000 µs/cm. Asegúrese que los electrodos se sumergan en la solución. Espere a que el voltaje mostrado se estabilice. Introduzca el valor de la solución estándar, por ejemplo, 1000 µs / cm. Para obtener mejores resultados, una calibración de tres puntos puede realizarse utilizando tres soluciones estándar que enmarquen solamente el rango esperado de valores de conductividad. Tener soluciones estándares precisos es esencial para la realización de buenas calibraciones. Usted puede preparar sus propias soluciones estándar como se muestra en la siguiente tabla: Cantidad de NaCl para hacer 1 litro de Valores de Conductividad Equivalente Solución g (47.4 mg/l) 100 µs/cm g (491 mg/l) 1000 µs/cm g (1005 mg/l) 2000 µs/cm g (5566 mg/l) µs/cm Recolectando Datos El sensor de conductividad sólo funciona con interfaces específicas. El sensor se detectará automáticamente cuando se conecta a una interface de protocolo I2C. Para obtener información detallada acerca de las mediciones con sensores consulte los manuales de usuario de la interface el software Coach. Sensor de Conductividad ML57m, Guía de Usuario 3

4 Para tomar mediciones: Remoje la punta del electrodo de conductividad en agua destilada durante aproximadamente 10 minutos. Si esto no es posible, enjuague la punta a fondo con agua destilada. Limpie la parte externa del cuerpo del electrodo con una toalla limpia. Agite enérgicamente para eliminar cualquier gota de la cámara de la celda. Coloque el electrodo de conductividad en la muestra a experimentar. La muestra debe tener al menos 3 cm de profundidad para asegurar que la cámara de la celda este totalmente sumergida. Agite la solución suavemente para deshacerse de las burbujas de aire que puedan estar atrapadas en la cámara. Espere 10 segundos para permitir que se estabilicen las lecturas. Si usted está tomando lecturas en una solución que tiene una temperatura inferior a 10 C o por encima de 35 C, de más tiempo a que las lecturas se estabilicen. Limpie a fondo cuando se complete la medición para evitar cualquier tipo de contaminación para el próximo uso del electrodo. Advertencia: No coloque el electrodo en líquidos viscosos, orgánicos, tales como aceites pesados, glicerina o etilenglicol. No coloque la sonda en acetona o disolventes no polares, tales como: pentano o hexano. Compensación Automática de la Temperatura La temperatura tiene un gran efecto sobre la conductividad. El electrodo de conductividad tiene un sensor de temperatura incorporado que se utiliza para compensar los cambios en la conductividad entre 5 y 35 C. Las lecturas a las que hace referencia de forma automática a un valor de conductividad a 25 C - por lo tanto el sensor dará la misma conductividad en una solución que este a 15 C como lo haría si la misma solución se calienta a 25 C. Esto significa que una calibración se puede utilizar para mediciones en muestras de agua a diferentes temperaturas. Información Práctica El electrodo de conductividad debe mantenerse limpio y libre de depósitos u otros tipos de acumulación. Al terminar de usar el sensor, simplemente enjuague con agua destilada y séquelo con una toalla de papel. Evite rayar la superficie de los electrodos en el interior de la sonda. La sonda se puede almacenar en seco. 4 Sensor de Conductividad ML57m, Guía de Usuario

5 Si la superficie de la celda está contaminada (también si se utiliza en soluciones con una concentración alta de iones), remoje la parte de la celda del electrodo en agua con un detergente suave durante 15 minutos. A continuación, sumérjalo en una solución de ácido clorhídrico diluido 0,1 M o ácido acético 0,5 M durante otros 15 minutos. A continuación, enjuague bien con agua destilada. La razón más común para mediciones inexactas es la contaminación de las muestras. Tenga cuidado de no transferir gotas de una muestra a otra. Limpie el electrodo con agua destilada entre las diferentes muestras y agite enérgicamente para eliminar las gotas. Las muestras tienen un tope para evitar la evaporación. Es mejor llenar botellas de muestra hasta el borde para evitar que un gas tal como dióxido de carbono se disuelve en la muestra de agua. No utilice el sensor en una situación que podría resultar en daños a las placas de grafito en la cámara de la celda. No intente borrar o limpiar el interior de la celda. La compensación de temperatura automática para el electrodo opera en el rango de 10 C a 35 C, pero se puede colocar en soluciones dentro de un rango de temperatura de 0 a 80 o C. No existe una relación exacta entre la conductividad en ms / cm y los sólidos totales en ppm (partes por millón). Se ha descubierto experimentalmente que para determinados tipos de agua hay una relación aproximada. En agua con una proporción más alta de cloruro de sodio, para obtener a ppm simplemente multiplique la lectura ms / cm por 0,5. Para la mayoría de otras soluciones de agua utilice un factor de 0,67 en su lugar. Usando el sensor de Conductividad con otros sensores Es muy importante saber que el sensor de conductividad puede interactuar con algunos otros sensores, si se colocan en la misma solución y conectados a la misma interface (por ejemplo, la interface MoLab). Esta situación se presenta debido a que el sensor de conductividad emite una señal en la solución y esta señal puede afectar a la lectura de otro sensor. Los siguientes sensores NO pueden ser conectados a la misma interface y colocados en las mismas solución: Sensor de Oxígeno disuelto, Sensor de ph, Sensor de salinidad, Más sensores se pueden conectar al mismo tiempo a la interface pero sólo uno a la vez se pueden colocar dentro de la solución para tomar las lecturas. Sensor de Conductividad ML57m, Guía de Usuario 5

6 Experimentos Sugeridos La conductividad es una de las pruebas ambientales más fáciles para muestras líquidas. Se puede utilizar para realizar una amplia variedad de experimentos para determinar los cambios en o niveles de iones totales disueltos o salinidad como: Confirmación de la relación directa entre la conductividad y la concentración de iones en soluciones acuosas. La concentración de muestras desconocidas se puede determinar. Medición de los cambios en la conductividad resultante de la fotosíntesis en las plantas acuáticas, con la disminución resultante en la concentración de iones de bicarbonato a partir del consumo de dióxido de carbono. Control de la velocidad de reacción en una reacción química en la que se disuelve iones y en donde la conductividad varía con el tiempo debido a los iones. Realización de una titulación de conductividad para determinar cuándo se han combinado cantidades estequiométricas de dos sustancias. Encontrar la velocidad a la que las soluciones iónicas se difunden a través de una membrana tal como un tubo de diálisis. Vigilancia de los cambios en la conductividad o sólidos totales disueltos en un acuario. Estos cambios podrían deberse a la fotosíntesis o la respiración. 6 Sensor de Conductividad ML57m, Guía de Usuario

7 Especificaciones Técnicas Gama Rango de Medición Resolución Digital: 16- bits de Resolución comunicación vía I2C ,000 µs/cm 0.3 µs/cm Presición ±2% a 25 C Tiempo de Respuesta 98% de escala completa en 5 s, 100% en 15 s. Temperatura - Compensación - Rango Constante de celda Dimenciones del Sensor Conexión Automática entre 10 C y 35 C. 2 C y 80 C 1.0 cm x 18 x 16 mm 5- pins mini jack plug Garantía: El sensor Conductividad ML57m está garantizado libre de defectos en materiales y mano de obra durante un período de 12 meses desde la fecha de compra, siempre que haya sido utilizado en condiciones normales de laboratorio. Esta garantía no se aplica si el sensor ha sido dañado por accidente o mal uso. Nota: Este producto es usado para propósitos educativos solamente. No es apropiado para usos industriales, médicos, investigación o aplicaciones comerciales. Rev. 31/03/2016 Sensor de Conductividad ML57m, Guía de Usuario 7