Fundamentos de Tratamiento de Torres de Enfriamiento - Medicion de Conductividad
La conductividad ha sido el método primordial de medir el contenido de minerales en el agua, por más de un siglo. Como método de medición en línea, provee monitoreo en línea confiable y económica, de la calidad del agua a través de varias etapas del tratamiento. La tecnología para la medición de la conductividad ha mejorado atreves de varias generaciones de circuitos de medición analógica y digital, mejorando la precisión y la compensación por temperatura.
Cuando se aplica voltaje entre los dos electrodos, los iones que se encuentran entre los electrodos, son atraídos hacia el electrodo con la polaridad contraria a la carga del ion. La migración de iones crea una corriente eléctrica que se mueve atreves del fluido. Esta corriente es utilizada para la medición de la conductividad. Sin embargo, si la migración de iones y las reacciones electromecánicas en la superficie de los electrodos son significativas, pueden interferir con la medición de la conductividad. Estos efectos son llamados polarización.
Para minimizar la polarización, se utiliza voltaje alterno (AC) para la medición de la conductividad. Los cambios en polaridad ocurren con suficiente frecuencia como para que los iones no se muevan o reaccionen. Adicionalmente, en los instrumentos mas modernos, el voltaje y la frecuencia aplicada, son seleccionadas automáticamente por el instrumento en base al rango de medición, para obtener la mejor medición con la mínima interferencia. Esta opción es invisible al usuario.
La constante de la celda de medición, determinada por la geometría de los electrodos, es otro factor crítico para la medición. Lecturas de conductividades bajas, generalmente, requieren valores de celda bajos con relativamente grandes superficies de electrodos y bajos espacios entre electrodos, para poder obtener una buena señal sin tener que medir una resistencia muy grande.
Mediciones de conductividad alta, generalmente, requieren sensores con valores de celda altos. Esto significa superficies de medición más pequeñas con densidades de corriente más altas y espacios entre electrodos grandes, para prevenir el tener que medir Resistencia demasiado bajas.
La mayoría de los sensores de conductividad en el rango bajo a moderado, utilizan el diseño de celda coaxial, con un electrodo en el centro uy el otro electrodo alrededor, con lo cual se consigue exactamente la misma rata que el de dos placas paralelas.
Trabajos previos han detallado la determinación de la constante de la celda, y se puede rastrear hasta los estándares ASTM y NIST, como ha influenciado el diseño y proceso de calibración de los sensores de conductividad.
En instalaciones reales, la vulnerabilidad a las interferencias de burbujas y particulado, se puede reducir si se hace que el espacio entre electrodos sea más grande. Adicionalmente, más espacio entre electrodos produce menos restricciones al flujo y respuesta más rápida a los cambios, lo cual puede ser útil en los procesos de retro lavado de los deionizadores. Por lo tanto, hay una ventaja si se puede proveer un circuito que permita la medición de agua pura con una constante de celda alta.
Los sensores integrales que se describen aquí utilizan una constante de celda nominal para el rango completo entre 0.1 cm y 1, incluyendo mediciones precisas de agua ultra-pura. Otros instrumentos deben utilizar constantes de celda más bajos con superficies de electrodos más grandes y más cercanos. En algunas aplicaciones la confiabilidad de la medición puede ser mejorada significativamente mediante la utilización de constantes de celda alta pero el circuito de medición debe ser capaz de acomodarlo. Las especificaciones de rango deben ser revisadas y consideradas cuidadosamente.
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