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FAQ - Häufige Fragen

Leitfähigkeitsmessung

https://www.imp-deutschland.de/iag/faq_leitwert.htm ¦ Letzte Änderung: 28.11.2019

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Mit Leitwert oder auch Leitfähigkeit ist die spezifische Leitfähigkeit gemeint. Flüssigkeiten leiten den elektrischen Strom mittels Ionen. Je mehr Ionen, desto höher die Leitfähigkeit. Maßeinheiten: µS/cm (Mikrosiemens pro Zentimeter) oder mS/cm (Millisiemens pro Zentimeter).

Die meisten der im Wasser befindlichen Ionen sind Teile gelöster Salze. So zerfällt beispielsweise Kochsalz (chem. NaCl) in ein positives Natrium-Ion (Na+) und ein negatives Chlorid-Ion (CL-). Beide lonenarten leiten den elektrischen Strom. Die Leitfähigkeit ist vereinfacht ausgedrückt ein Maß für die Menge der im Wasser gelösten Salze.

Werden LMP-Sensoren eingesetzt, so erfolgt die Berechnung der Temp.-Kompensation im Auswertegerät (z.B: SMART, nicht aber ISO-Meßwandler). Dieses hat einen extra Eingang für das Signal des Pt100 und kompensiert (a) linear oder (b) natürlich, im Bereich 0…2,2% je Kelvin nach einer festen math. Formel welche Wärme und Leitwert in Beziehung stellt. Die meisten Anwender verwenden die natürliche Kompensation. Der Graph nach b) ist nur annähernd linear, ist eher bananenförmig.

Werden LMN-Sensoren eingesetzt, erfolgt die Temp.-Kompensation linear im ISO-Messwandler. Dieser kann im Unterschied zum SMART keine Berechnung vornehmen, da keine CPU vorhanden,d.h. ein Pt100 kann nicht ausgewertet werden.

Sämtliche Leitfähigkeits-Sensoren sind passiv / konduktiv, d.h., sie müssen an ein aktives Gerät (z.B. Meßwandler od. SMART) angeschlossen werden. Dieses stellt dann verwertbare Strom- oder Spannungssignale zur Verfügung.

Hohe mS Werte gehen oft einher mit schlammhaltigen Medien; deshalb ist hier - wo möglich - eine weniger schmutzanfällige LF Messzelle zu favorisieren, also Typ 9 (ZK-1) eher als Typ 6 (ZK-5).
ZK-1 können, obwohl optimal nur bis 40mS betrieben, z.B. am SMART 96-2 LF bis max. 200mS verwendet werden!

Die Bauform der Leitfähigkeits-Sensoren hängt ausschliesslich von der Zellenkonstante ab, d.h. hat nichts mit der Anwendung zu tun.
Eine typische Frage ist z.B., ob der Konus der ZK-5 Zellen auch für Durchflussmessung im Rohr geeignet wäre. Dem ist so, da Bauform nichts mit Einsatzgebiet zu tun hat.

ZK 0.01 + ZK 0.1: kleine kreisrunde Öffnung
ZK 1: grosse kreisrunde Öffnung
ZK 5: Konus

Auf keinen Fall mit den von der IMP GmbH angebotenen, konduktiven Sensoren.
Bei diesen, egal ob mit Graphit- oder Edelstahlplatten bestückt, muß die Oberfläche der Platten sauber bleiben. Das Schweröl würde die Edelstahloberfläche überziehen bzw. in das Graphit eindringen und eine Messung unmöglich machen.
Ggf. sind Sensoren nach dem induktiven Meßverfahren einsetzbar.

Durch Verschmutzung der Elektrode mit isolierenden Stoffen (Öle etc.) verändert sich der ZK, die Messergebnisse werden verfälscht.
Bei der 4E-Messzelle wird deshalb zusätzlich eine stromlose elektr. Feldmessung über Sensemessung durchgeführt. Die 4E-Elektrode ist daher unempfindlicher gegen Verschmutzung.
Das Auswertegerät muss 4-Elektroden Messzellen unterstützen (z.B. SMART 96-2 LF). Die 4E-Messzellen gibt es in einer ZK1 und ZK5 Variante, wobei die ZK im vorab nur ungefähr angegeben werden kann und z.B. bei der ZK1 Variante zwischen 0.85 und 1.15 liegen kann. Der Aufkleber auf der Messzelle gibt dann jeweils den genauen Wert der ZK an; dieser muss dann am Anzeigegerät eingegeben werden.

Mit max. 5mA

Nein, eine Kalibrierung ist weder möglich noch notwendig. Allerdings sollten die Elektroden regelmäßig gereinigt werden. Elektroden aus Edelstahl (z.B. LM-LIU) können auf 3 Arten gereinigt werden:

  • 10% Salzlösung beizen, danach mit klarem Wasser spülen (ggf. VE-Wasser)
  • Ultraschallbad mit fettlösendem Zusatz (z.B. Spüli)
  • Ansonsten mechanisch Innenstift und Außenelektrode mit Bürste reinigen. Allerdings sind diese mechanisch nicht optimal erreichbar.

Bis ca. 50°C, unabhängig vom Material des Gehäuses (PP oder PVDF).
Die Elektronik sitzt so nahe an Elektrode und Gehäuse, dass bei Temperaturen über 50°C eine zu starke Erwärmung der analogen und digitalen Bauteile zu erwarten ist.

Wenn eine Temperaturkompensation nicht erforderlich bzw. gewünscht ist, kann der pt100-Sensor zur Temperaturmessung verwendet werden. Der Sensor ist etwas träger als ein dedizierter Pt100 Sensor. Der Anschluß an einen Pt100-Eingang des Anzeigegerätes erfolgt mit den beiden dem Sensor zugeordneten Anschlussleitungen.

Beispiel: Ein Sensor mit der Zellekonstante ZK=0.1 mit einem empfohlenen Meßbereich bis 500µs soll am Messwandler bis 2000µS verwendet werden. Dies ist mit der entsprechenden Einstellung am Messwandler möglich. Die Zelle sollte für Messungen bis 2000µS aber nur dann verwendet werden, wenn die Messung im hohen, über den empfohlenen Bereich hinausgehenden Bereich nur kurzfristig ist und nicht sehr exakt sein muss. Wenn also hauptsächlich unter 500µS gemessen wird, aber der Wert kurzfristig ansteigen kann. Für exakte, dauerhafte Messungen über den empfohlenen Meßbereich hinaus sollte eine Zelle mit der nächst höheren Zellenkonstante eingesetzt werden.

Das Kabel für die Leitfähigkeit kann auch 50 - 100 Meter lang sein. Die Messung der Leitfähigkeit wird nicht langsamer, wenn das Kabel länger ist, jedoch wenn Sie sich in einem niedrigen Messbereich (z.B. 50 µS) befinden, ist die Messung empfindlicher als wenn Sie sich bei z.B. bei 20mS befinden.