Наиболее известные методы определения концентрации растворов, кислот, электролитов и т.п. это способы известные еще со школьного курса химии:
Измерение плотности раствора ареометром и вычисление концентрации с помощью специальных таблиц с применением результатов измерения;
Титрование – сравнение объемов раствора неизвестной концентрации с раствором известной концентрации, предварительно подготовив раствор известной концентрации.Эти способы применимы для дискретных производств или домашних условий, если необходимо приготовить раствор для удобрения рассады или подготовить разовый объем «незамерзайки».
В условиях непрерывного производства, например, при подготовке воды для производства напитков, обеспечению водного режима на электростанции при выработке электроэнергии на ТЭЦ, в производстве пищевых продуктов при приготовлении дезинфицирующих растворов для CIP или SIP мойки, такие методы будут тормозить производственный процесс.
Но существует еще один метод, основанный на способности растворов проводить электрический ток и зависимости того, что эта способность, т.е. удельная электропроводность раствора зависит от концентрации раствора.
Величину удельной электропроводности используют в качестве количественной меры раствора электролита, способной проводить электрический ток. Единица электрической проводимости названа в честь немецкого электротехника Сименса.
Электрическая проводимость является величиной обратно пропорциональной электрическому сопротивлению раствора и в зависимости от значения величины выражается в микросименсах на сантиметр (мкСм/см), в миллисименсах на метр (мСм/м) или сименсах на метр (См/м).
1 мкСм/см = 100 мСм/м = 0,1 См/м
Зависимости концентрации отдельных видов растворов, особенно водных растворов, от их электрической проводимости давно определены и изложены в графиках аналогичных приведённому нами. Например, для измерения концентрации не йодированной поваренной соли в водном растворе следует исходить из соотношения: 1 мг/литр NaCl = 1,9 мкСм/см.
Этот график мы позаимствовали из МУ 34-70-114-85 «Методические указания по применению кондуктометрического контроля для ведения водного режима электростанций».
С помощью чего измерить электропроводность раствора? Для этого человечество придумало прибор Кондуктометр. Существуют лабораторные кондуктометры и промышленные.
Исходя из того, что нас интересует онлайн измерение концентрации растворов, обратимся к промышленным кондуктометрам для измерения электропроводности воды и жидкостей.
К тому же, значение соотношения проводимости и концентрации сильно зависит от температуры раствора, а промышленные измерители проводимости учитывают температуру раствора и автоматически корректируют показания концентрации.
Система онлайн мониторинга концентрации водного раствора может быть построена на основе приборов:
(датчик проводимости) AnaCONT
аналоговых сигналов
Необходимо лишь завести в индикатор коэффициенты графика, выставить пороги для подачи аварийного сигнала и изменения цвета показаний концентрации в зависимости от ее величины.