Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Темы » Советы » Индикатор концентрации солей в воде

    Индикатор концентрации солей в воде


    Индикатор концентрации солей позволяет сравнить дистиллированную воду с дождевой, водопроводной или речной по степени минерализации. Точно знать количество содержащихся в воде солей необходимо владельцам аквариумов, энтузиастам гидропоники или здорового образа жизни. Они пользуются недешевыми измерительными приборами, которые называются TDS-метрами. А для удовлетворения интереса и расширения кругозора можно воспользоваться предлагаемым здесь индикатором.

    Исчерпывающая информация о воде и ее качестве есть на многих сайтах, я, например, много пользовался сайтом o8ode.ru. Чтобы не заниматься копирайтом, направляю добросовестных и любознательных туда. Считая, что основные сведения прочитаны, приступлю к описанию конструкции индикатора (не касаясь химических процессов).

    Поскольку прибор электрический, то, при сравнении концентрации солей, будем рассматривать измерения УЭП, удельной электропроводности воды, она выражается в мкСм/см (микросимменс на сантиметр). УЭП связана с концентрацией примесей, 1 мг/л соответствует 0,65 х 1мСм/см (усреднено, для разных солей). Оценить величину УЭП можно любым электрическим тестером среднего качества,- опустите кончики щупов в жидкость в режиме измерения сопротивления и вы без ошибки отличите дистиллированную воду от водопроводной. Но хороший тестер требуется в другом месте - на рабочем столе. Для индикатора использован игрушечный тестер SUNWA YX-1000A; все его скромные функции сохранены и добавлен режим измерения УЭП.

    Перед изготовлением индикатора полезно провести простейшие измерения по схеме на рис.1.
    Индикатор концентрации солей в воде


    Это макет большинства измерителей концентрации солей, измеряющих величину протекающего через жидкость тока. Меняя частоту, напряжение и полярность напряжения можно заметить, что:
    - величина тока не зависит от частоты (наводки на цепь измерения пренебрежимо малы),
    - полярность или направления тока (постоянный/переменный) тоже не имеют значения (потому что электролиз из-за ничтожного тока незаметен),
    - ток не сильно зависит от площади, материала датчика и напряжения (что тоже понятно - все свободные ионы задействованы для переноса заряда, а сопротивление перехода металл-вода в любом случае много меньше сопротивления собственно жидкости).

    Поэтому, если достаточно не измерять, а сравнивать концентрацию солей и довольствоваться плохой точностью, то для изготовления индикатора к старому тестеру можно добавить только усилительный каскад на одном транзисторе. Схема измерителя показана на рис.2.

    Из-за низкого напряжения питания тестера, 1,5В, использован германиевый транзистор ГТ309Е. Датчик тока включен между коллектором и базой, эта ООС и сопротивление в эмиттере увеличивает динамический диапазон каскада. Электролиты обеспечивают низкочастотный срез АЧХ, чтобы ослабить броски стрелки тестера. Диод между базой и эмиттером защищает переход от обратного напряжения, термистор компенсирует температурные изменения (если считать, что температура проверяемой жидкости и корпуса прибора не сильно отличаются). Амплитудная характеристика от 0 до 0,3В нелинейная, напоминает логарифмическую; дальше напряжение ограничивается диодом, включенным в прямом направлении параллельно измерительной головке. Вид навесного монтажа схемы и переключателя в тестере (внутри корпуса) показаны на рис.3.

    Датчик изготовлен из двухстороннего фольгированного текстолита (фторопласт подошел бы лучше, но его не нашлось). Его форма и размеры показаны на рис.4.

    Поворачивая пластинку датчика можно выдвигать его или убирать на заднюю сторону корпуса тестера. Одна обкладка соединяется со схемой через винт (ось датчика), вторая,- через медную фольгу, приклеенную к корпусу прибора, рис.3, 5 и 6. Тестер с развернутым датчиком показан на рис.7. Думаю, что материал датчика может быть разным,- концы щупа можно сделать из посеребренных контактов ВЧ разъемов
    ( если не жалко).



    Поскольку мы измеряем УЭП, то для градуировки индикатора надо снять зависимость отклонения стрелки прибора от сопротивления между выводами датчика. Она показана в первом и втором столбце слева таблицы на рис.8. Для расширения пределов измерения амплитудная характеристика сделана похожей на логарифмическую,- при изменения положения стрелки от 0,5 до 10 делений (в 20 раз) измеряемое сопротивление меняется в 50 раз. УЭП- это величина, обратная сопротивлению. Значит, чтобы привязать шкалу сопротивлений к значениям концентрации, достаточно выполнить измерение известной засоленности в одной точке, а отклонения стрелки для других концентраций будут пропорциональны отношению сопротивлений из таблицы на рисунке 8 .

    Жидкость с известной концентрацией солей получена при растворении 1 грамма поваренной соли в ведре (8 литров) дождевой воды. Тратить в таких количествах дистиллированную воду расточительно, а дождевая вода (по предварительным измерениям) дает очень малое отклонение стрелки. Известно, что при концентрации соли 1 грамм в одном литре воды УЭП (удельная электропроводность) жидкости составляет 2 мСм/см. Значит, один грамм соли в восьми литрах жидкости создаст проводимость 250 мкСм/см. Чувствительность индикатора подобрана так, что при такой проводимости стрелка прибора отклоняется на 8 делений. Вот мы и провели калибровку датчика и индикатора. Другие значения УЭП (в третьем столбце таблицы) вычисляются из отношения сопротивлений соответствующих строк. Например, при отклонении стрелки на 6 делений
    УЭП(6)=250 х 12/17=176 ; округляя, получаем 180 мкСм/см. Чтобы получилась концентрация солей в ppm (миллионных долях), умножаем на 0,65
    ppm(6)=180 х 0,65=117 или 120. И так все другие значения.

    Получилось, что индикатор различает концентрации от 6 до 260 ppm примесей солей. Результаты измерений оказались похожими на данные из интернета,
    - дистиллированная вода- 1-2 ppm,
    - дождевая вода - 10 ppm,
    - вода из реки или колодца - 80 ppm,
    - водопроводная вода -200 ppm.

    Между прочим, по санитарным нормам общая минерализация воды не должна превышать 1000 ppm,- вот, что может оказаться в водопроводном кране. Но не следует огорчаться, мы еще не знаем чем дышим)).

    Высоковольтный блок питания для ремонта светодиодных светильников

    Управляемое автоматическое устройство «Стробоцвет»

    Добавить комментарий

    6 комментариев
    sergeyp
    Цитата: ino53
    Картинку можно просто мышкой перетащить с рабочего стола в коммент.

       И не только с рабочего стола, а находясь в любой папке... )))
    ino53
    Цитата: Гость Вячеслав
    - К сожалению не могу к сообщению добавить картинку, а мог бы приложить схему реально работающей приставки
    Интересно... Картинку можно просто мышкой перетащить с рабочего стола в коммент. blush

    Гость Вячеслав
    Я занимался разработкой кондуктометров.
    Некоторые замечания к вашей статье:
    - Электроды должны быть изготовлены из инертного материала. В идеале это золото или платина, но можно использовать и нержавейку.
    - Электроды "руками не трогать!", малейшая жировая пленка (отпечаток пальца) искажает результат. Поэтому электроды нужно регулярно обезжиривать или чистить "нулевкой" для восстановления чистоты поверхности.
    - Категорически нельзя проводить измерения на постоянном токе. Вокруг электродов образуется слой ионов, который полностью искажает картину проводимости. Только измерять на переменном токе с нулевой постоянной составляющей.
    - К сожалению не могу к сообщению добавить картинку, а мог бы приложить схему реально работающей приставки для измерения проводимости... :(
    Pronin
    Давно было, разрабатывал конструктив(деталировку) аналогичного датчика для конторы. Из эбонита, стекло, никель... цилиндрической формы.
    Dmitrij
    Иван_Похмельев,
    всего-то не хотят следовать системе - оформить статью по шаблону 
    Мой канал https://www.youtube.com/channel/UCnmrWq3ZgXynuxHfrBXqNig

    «Марти! Думать нужно в четырех измерениях...»
    Иван_Похмельев
    Отличная статья, в которой есть всё: и немного теории, и ссылка на источник первичной информации, и электрическая принципиальная схема, и чертёж датчика, и фото расположения деталей, и методика настройки -  попадает всего-навсего в "Советы", а какая-нибудь ютьюбень с полусотней фотографий на каждый запаянный резистор в алишном наборе - в полноценные статьи. dontknow 
    Нелогично ни разу! nea


    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии