في مجال تصنيع أشباه الموصلات ، والمستحضرات الصيدلانية المياه ، وارتفاع ضغط المرجل تغذية المياه ، مختبر علوم الحياة ، وما إلى ذلك ، نقاء نوعية المياه مباشرة يحدد نجاح أو فشل العملية . الموصلية الكهربائية / المقاومة متر هو أداة أساسية لرصد نوعية المياه النقاء . في هذه الورقة ، تحديات خاصة ، حلول ذات أولوية وملائمةالتطبيق العملي .

التحديات الرئيسية في قياس الموصلية المياه النقية

الموصلية الكهربائية من المياه النقية ضعيفة جدا ، نظرية المقاومة الكهربائية تصل إلى 18.18 م Ω · سم ( الموصلية الكهربائية 0.055 μ S / سم ) في 25 ℃ . . . . . . . في ظل هذه الظروف القاسية ، تقنيات قياس الموصلية التقليدية تواجه تحديات متعددة :

1 - تأثير الاستقطاب الكهربائي
في انخفاض تركيز أيون الحل ، سطح القطب من السهل أن تشكل طبقة الاستقطاب ، تغيير المنطقة الفعالة من القطب ، مما أدى إلى انحراف خطير عن القيمة الحقيقية ، ولا سيما في العاصمة أو التردد المنخفض التيار المتردد قياس أكثر بروزا .

2 . درجة حرارة عالية الحساسية
معامل درجة الحرارة من المياه النقية تصل إلى حوالي 2 ٪ / ℃ ، وهو أعلى بكثير من العام بالكهرباء . درجة الحرارة بالقرب من 25 ℃ 1 ℃ يمكن أن يسبب ما يقرب من 2 ٪ من الموصلية الكهربائية التغيير ، مما يجعل من متطلبات صارمة على درجة الحرارة تعويض الدقة .

3 . التلوث حساسية قوية
أثر الملوثات ( مثل ثاني أكسيد الكربون المذاب في الهواء على شكل حمض الكربونيك ) تغيير كبير في التوصيل الكهربائي . وأظهرت النتائج أن الموصلية الكهربائية من 0.055 μ S / سم إلى أكثر من 0.5 μ S / سم بعد التعرض للهواء لمدة 5 دقائق .

4 - الآثار الهندسية و آثار تدفق
تغيير طفيف من قياس ثابت الخلية في انخفاض الموصلية الكهربائية يمكن أن يؤدي إلى أخطاء كبيرة ، وتدفق المياه ، فقاعة التصاق وغيرها من العوامل التي تؤثر على قياس كبيرة .

اختراق التكنولوجيا الأساسية : تصميم خاص لقياس المياه النقية

المياه النقية الحديثة الموصلية متر يحل المشاكل المذكورة أعلاه من خلال العديد من الابتكارات التكنولوجية :

1 . multifrequency الإثارة الكهربائي تقنية الخلية

• أربعة الكهربائي التكنولوجيافصل تصميم مزدوج محرك كهربائي مزدوج قياس كهربائي . محرك كهربائي يوفر إشارة مثيرة ، وقياس الكهربائيمقاومة الكشف عن الجهد ، والقضاء على تأثير الاستقطاب الكهربائي ، يمكن تحقيق مستوى 0.001 μ S / سم فائقة الدقة .

• تردد التيار المتردد الأمثلنطاق التردد 1-3 كيلو هرتز ، تأثير الاستقطاب المتوازن وتوزيع السعة . بعض الصكوك التلقائي تردد المسح الضوئي وظيفة ، في الوقت الحقيقي اختيار أفضل قياس التردد .

• تصميم خلية القطب الحلقيتصميم مبتكر من محوري حلقي أو الشعرية عداء يضمن ثابت ودقيق داخلي ثابت ، ويقلل من التدخل في قياس التدفق .

2 . دقة تعويض درجة الحرارة التكنولوجيا

• ضعف التكامل الاستشعارعالية الدقة PT1000 أو ما يعادلها استشعار درجة الحرارة المتكاملة في قياس داخلي لضمان قياس درجة الحرارة الموصلية قياس في نفس النقطة ، لتحقيق " من نقطة إلى نقطة " التعويض .

• خوارزمية التعويض غير الخطيةفي هذه الورقة ، على أساس معيار الصناعة iapws ( الرابطة الدولية لطبيعة المياه والبخار ) نموذج العلاقة بين التوصيل و درجة حرارة المياه النقية هو المعتمد .

• على خط التعويض المستمردرجة الحرارة الموصلية البيانات التي تم جمعها في وقت واحد عدة مرات في الثانية ، في الوقت الحقيقي التعويض الدينامية .

3 - حماية التلوث و تصميم مسار التدفق

• نظام قياس مغلقةاعتماد تصميم تدفق مغلقة تماما ، ومجهزة degasification الجهاز ، والحد بشكل كبير من الهواء الاتصال . أخذ العينات من نقطة إلى خط أنابيب الاستشعار عادة ما تكون مصممة مع " حجم الميت مجانا " .

• على الخط رصد مستمرالتكامل مع نظام الدورة الدموية ، وتحقيق المعنى الحقيقي " على الخط " قياس ، وتجنب التلوث الثانوي في عملية أخذ العينات .

• مادة التوافقجميع مكونات ترطيب ( على سبيل المثال ، منهاج العمل ، بفدف ) بدقة اختيار انخفاض المواد المذابة لضمان عدم إدخال التلوث الأيوني .

التعبير العلمي الموصلية والمقاومة

في مجال المياه النقية جدا ، والمقاومة الكهربائية ( م Ω · سم ) أكثر شيوعا لوصف نوعية المياه :

• تحويل العلاقة: المقاومة = 1 / الموصلية

• نظرية الحدفي 25 ℃ نظرية المقاومة من المياه النقية هو 18-18 م Ω · سم ( المقابلة الموصلية 0.055 μ S / سم ) .

• المعايير الصناعيةس

• مختبر المياه النقية : 18 م Ω · سم

• مياه الغسيل في صناعة الالكترونيات الدقيقة : ≥ 17.5 م Ω · سم

• ارتفاع ضغط المرجل تغذية المياه : ≥ 5 م Ω · سم

الصكوك الحديثة عادة ما تظهر في وقت واحد الموصلية الكهربائية ، والمقاومة ، درجة الحرارة ودرجة الحرارة التعويض ( على سبيل المثال ، إلى 25 درجة مئوية ) لتلبية مختلف العادات الصناعية .

تكامل النظام و التشخيص الذكي

متر الموصلية المياه النقية قد تجاوز وظيفة قياس واحد وتصبح جوهر نظام الرصد الذكي :

1 . متعدد المعلمة تحليل الربط

• جدول المحتويات تحليل الارتباطارتفاع غير طبيعي في التوصيل الكهربائي هو في كثير من الأحيان في وقت مبكر من مؤشر التلوث العضوي . بعض النظم المتكاملة مع الأشعة فوق البنفسجية جهاز الأكسدة ، توك تركيز يقدر قياس الموصلية الفرق قبل وبعد الأكسدة .

• ايون اللوني رصد السلائفاتجاهات الموصلية الكهربائية يمكن رصدها باستمرار ، والتي يمكن أن توفر التوجيه في الوقت المناسب لأخذ العينات غير متصل تحليل مثل ايون اللوني .

2 - التشخيص الذكي والإنذار المبكر

• التشخيص الذاتي الكهربائي الدولةفي الوقت الحقيقي رصد منحنى الاستجابة ، إشارة مستوى الضوضاء ، والإنذار المبكر من التلوث أو الشيخوخة .

• معايرة تذكير انتهاءحساب فترة المعايرة بذكاء على أساس استخدام التردد وقياس الظروف ، بدلا من مجرد توقيت تذكير .

• علامة بيانات غير طبيعيةتلقائيا تحديد القيم الشاذة الناجمة عن فقاعات الهواء ، لحظة التلوث ، وما إلى ذلك ، وتجنب سوء التقدير .

3 - سلامة البيانات والامتثال

• يتوافق مع ادارة الاغذية والعقاقير 21 CFR الجزء 11 ، برنامج الرصد العالمي وغيرها من المواصفات ، مع مراجعة الحسابات ، والتوقيع الإلكتروني ، ومكافحة العبث البيانات وظيفة .

• توفير واجهة الاتصالات الغنية ( الناقل Modbus ، PROFINET ، إيثرنت ، الخ ) ، والتكامل السلس في البلدان النامية ، سكادا أو المسلمين .

النقاط الرئيسية في اختيار وتركيب وصيانة

دليل اختيارس

• مجموعة مطابقةوفقا للنطاق المتوقع من نوعية المياه ، نظام المياه النقية يحتاج إلى اختيار مجموعة من 0-20 م Ω · سم ، القرار على الأقل 0.01 م Ω · سم .

• متطلبات الدقةالتحكم في العمليات الصناعية عادة ما يتطلب ± 1 ٪ خ م + 0.5 ٪ أو أعلى في البحث والتطوير أو التحقق من صحة التطبيقات .

• متطلبات التوثيقصناعة المستحضرات الصيدلانية المعنية مع جامعة جنوب المحيط الهادئ < 645 > الجيش الشعبي وغيرها من الأدوية الامتثال ؛ صناعة الالكترونيات الدقيقة تشعر بالقلق إزاء معايير SEMI .

تركيب أفضل الممارساتس

1. اختيار الموقعتثبيت في ممثل ، تدفق مطرد من الأنابيب ، وتجنب منطقة ميتة ، ومضخة تدفق المضطرب في المنطقة .

2. أسس الدرعالتنفيذ الصارم متر التأريض ، إشارة الأسلاك محمية الكابلات ، بعيدا عن معدات الطاقة العالية .

3. تصميم تدفقضمان سرعة ثابتة ومتوسطة ( عادة 0.5-1.5 م / ث ) لتجنب تراكم الفقاعات .

معايرة وصيانةس

• معيار اختيار السائلاستخدام المياه النقية ( على سبيل المثال ، 0.1 μ S / سم ، 1 μ S / سم ) ، لا تستخدم تركيزات عالية من السوائل القياسية .

• معايرة الترددأجهزة القياس على الانترنت ينصح معايرة كل 3-6 أشهر ، ولكن يمكن تعديلها على أساس التشخيص الذاتي .

• صيانة الكهربائيالتحقق من نظافة الكهربائي بانتظام ، واستخدام معتدل المنظفات ( على سبيل المثال ، حمض المخفف ، السطحي ) حسب الشركة المصنعة ، وتجنب كشط الميكانيكية .

تطبيق تحليل عمق المشهد

تصنيع أشباه الموصلات رقاقةس
رصد نوعية المياه في كل وحدة تلميع UPW ( الترا المياه النقية ) النظام يتطلب أعلى الاستقرار على المدى الطويل . " الرئيسية احتياطية التكرار " التكوين يستخدم عادة لضمان استمرارية البيانات . التوصيل الشاذ هو مؤشر رئيسي في وقت مبكر من نضوب راتنج التبادل الأيوني أو تلف غشاء وحدة .

حقن المياه الصيدلانية ( WFI )س
وفقا لمتطلبات على الخط رصد دستور الأدوية ، التوصيل يجب أن يكون أقل من 1.3 μ ق / سم في 25 ℃ . . . . . . . النظام يحتاج إلى استكمال اختبار الذكاء / س / الانفصالى ، وقياس البيانات المرتبطة مباشرة دفعة السجلات .

ارتفاع ضغط المرجلس
رصد نقاء الماء المغذي والبخار والمكثفات لمنع تراكم الأملاح مما يؤدي إلى التآكل أو التحجيم . بالإضافة إلى التقليدية الموصلية ، الموصلية الكاتيوني يجب أن تقاس بعد تبادل أيون الهيدروجين العمود .

بحوث علوم الحياةس
في مجال زراعة الخلايا ، التحليل الكروماتوغرافي ، وما إلى ذلك ، من أجل ضمان الاتساق في نقاء المياه المستخدمة في التجارب . هذا النظام هو في كثير من الأحيان متكاملة مع جدول المحتويات ، الجسيمات المضادة لتوفير نوعية المياه الشاملة التقرير .

سابعاً - الاتجاهات المستقبلية

1. تكنولوجيا الاستشعار الدقيقةرقاقة الاستشعار على أساس عملية ممس لديها مزايا الحجم الصغير ، والاستجابة السريعة ، ويمكن أن تكون جزءا لا يتجزأ من النقاط الرئيسية لتحقيق توزيع الرصد .

2. التوأمة و الصيانة التنبؤية الرقميةإنشاء نموذج رقمي من نظام القياس ، جنبا إلى جنب مع منظمة العفو الدولية خوارزمية التنبؤ اتجاه تدهور الأداء الكهربائي ، وتحقيق الصيانة التنبؤية .

3. multiparameter الانصهار الاستشعار: الموصلية المتكاملة على رقاقة الاستشعار واحد ، pH、 الأكسجين المذاب وغيرها من وظائف قياس متعددة المعلمة ، وتوفير أكثر شمولا نوعية المياه " بصمات الأصابع " .

4. إنترنت الأشياء التكاملانخفاض استهلاك الطاقة لشبكات الاستشعار اللاسلكية ، ودعم سحابة إدارة البيانات ، والتشخيص عن بعد والمعايرة .

المياه النقية الموصلية / المقاومة متر هو حماية نوعية المياه النقيةهو أيضا أهم خط الدفاع التقني . من دقة تصميم الخلية الكهربائيدرجة الحرارة التعويض الخوارزمية ، ذكي نظام التشخيص والإنذار المبكر ، صك الحديثة والتكنولوجيا يمكن أن تكون فعالة في التعامل معالتحدي . ومع ذلك ، فإن الأدوات التقنية المتقدمةيجب أن تكون جنبا إلى جنب مع تصميم النظام العلمي ، وتركيب وتشغيل وإدارة الصيانة الصارمةالقيمة . جنبا إلى جنب مع زيادة الطلب على نقاء المياه وظهور تكنولوجيا جديدة ، تكنولوجيا قياس الموصلية الكهربائية سوف تستمر في التطور نحو أكثر دقة ، أكثر موثوقية وأكثر ذكاء الاتجاه .التصنيع والبحث العلميدعم المؤسسة .