Medidor Conductividad
Páginas: 5 (1168 palabras)
Publicado: 23 de febrero de 2014
MANUAL TECNICO
MEDIDOR DE CONDUCTIVIDAD
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Antes de adentrarnos en la explicación del diseño del proyecto, definiremos brevemente el concepto de conductividad eléctrica en líquidos y el principio de funcionamiento de un medidor de la misma.
Conductividad eléctrica en líquidos:
La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad de un material que deja pasarla corriente eléctrica, su aptitud para dejar circular libremente las cargas eléctricas. Es la inversa de la resistividad ( ) y su unidad es el S/m (siemens por metro) o Ω-1·m-1.
En el caso de medidas en soluciones acuosas, el valor de la conductividad es directamente proporcional a la concentración de sólidos disueltos, por lo tanto, cuanto mayor sea dicha concentración, mayor será laconductividad.
Esencialmente existen dos metodos para la medición de conductividad : el amperometrico y el potenciometrico de 4 anillos.
El primero de ellos se basa en la aplicación de la Ley de Ohm I = V/R donde I representa la corriente que circula por la solución , V la tensión aplicada a la misma y R la inversa de la conductividad. Como la resistencia depende de la distancia entre los electrodos yla superficie de los mismos, esta puede variar según el movimiento de los solidos en la solución. Ademas , involucra la utilización de un electrodo especifico para cada rango de medición
El sistema potenciométrico de 4 anillos está basado en el principio de inducción y elimina los problemas comunes asociados al sistema amperimétrico, como los efectos de la polarización. A los dos anillosexternos va aplicada una corriente alterna; mientras que , los dos anillos internos miden la diferencia de potencial inducida por el flujo de corriente, que depende de la conductividad de la solución donde se ha sumergido la sonda.
Un fenómeno importante en la medición de la conductividad de los liquidos, es la electrolisis debida a la circulación de una corriente continua. Esto impide un correctofuncionamiento del instrumento, al dañarse la punta por la separación de los iones de
oxigeno e hidrogeno. Para evitar esta problemática, se utiliza una corriente alterna.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El funcionamiento básico de este tipo de medidores consiste, como se dijo anteriormente, en la emisión de una señal alterna a través de un electrodo, el cual se sumerge en la solución a medir.Por el mismo, circulara una corriente proporcional a la conductividad . Esta corriente se hace circular por una resistencia patrón de manera tal que produzca en la misma una diferencia de potencial que representa dicha corriente y a su vez, la conductividad a medir.
En el esquema presentado se puede ver el circuito eléctrico equivalente, el cual forma un sistema serie de dosresistencias, Rx y Rp, donde Rx representa la inversa de la conductividad del liquido y Rp es nuestra resistencia patrón. Como la corriente es común a ambas, la tensión aplicada es conocida al igual que el valor de Rp, por medio de la Ley de Ohm se puede saber cual será el valor de Rx midiendo la caída de tensión sobre Rp. La misma esta dada por :
Vrp = V . Rp/Rp+Rx
ANALISIS DEL CIRCUITO
DIAGRAMAEN BLOQUES
OSCILADOR SIMÉTRICO
Al ser necesario la utilización de una señal alterna, se diseñó un oscilador Puente de Wien.
Este tipo de oscilador se consigue modificando la red de realimentación, tal como se indica en la figura 2. Se observa que la conformación de impedancia Z1, Z2, Z3 y Z4 establecen un circuito tipo puente en donde la entrada del Op. Amp. se conecta paraamplificar algún desbalance que se detecte en el circuito puente.
Las impedancias Z3 y Z4 son resistivas puras en tanto
que en las posiciones de Z1 y Z2 se colocan circuitos tipo R C.
Se lo hace oscilar a una frecuencia cercana a 1 Khz, por ser típica señal de prueba para todo dispositivo electrónico de baja señal.
Se modifica el circuito colocando diodos en la red de...
MEDIDOR DE CONDUCTIVIDAD
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Antes de adentrarnos en la explicación del diseño del proyecto, definiremos brevemente el concepto de conductividad eléctrica en líquidos y el principio de funcionamiento de un medidor de la misma.
Conductividad eléctrica en líquidos:
La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad de un material que deja pasarla corriente eléctrica, su aptitud para dejar circular libremente las cargas eléctricas. Es la inversa de la resistividad ( ) y su unidad es el S/m (siemens por metro) o Ω-1·m-1.
En el caso de medidas en soluciones acuosas, el valor de la conductividad es directamente proporcional a la concentración de sólidos disueltos, por lo tanto, cuanto mayor sea dicha concentración, mayor será laconductividad.
Esencialmente existen dos metodos para la medición de conductividad : el amperometrico y el potenciometrico de 4 anillos.
El primero de ellos se basa en la aplicación de la Ley de Ohm I = V/R donde I representa la corriente que circula por la solución , V la tensión aplicada a la misma y R la inversa de la conductividad. Como la resistencia depende de la distancia entre los electrodos yla superficie de los mismos, esta puede variar según el movimiento de los solidos en la solución. Ademas , involucra la utilización de un electrodo especifico para cada rango de medición
El sistema potenciométrico de 4 anillos está basado en el principio de inducción y elimina los problemas comunes asociados al sistema amperimétrico, como los efectos de la polarización. A los dos anillosexternos va aplicada una corriente alterna; mientras que , los dos anillos internos miden la diferencia de potencial inducida por el flujo de corriente, que depende de la conductividad de la solución donde se ha sumergido la sonda.
Un fenómeno importante en la medición de la conductividad de los liquidos, es la electrolisis debida a la circulación de una corriente continua. Esto impide un correctofuncionamiento del instrumento, al dañarse la punta por la separación de los iones de
oxigeno e hidrogeno. Para evitar esta problemática, se utiliza una corriente alterna.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El funcionamiento básico de este tipo de medidores consiste, como se dijo anteriormente, en la emisión de una señal alterna a través de un electrodo, el cual se sumerge en la solución a medir.Por el mismo, circulara una corriente proporcional a la conductividad . Esta corriente se hace circular por una resistencia patrón de manera tal que produzca en la misma una diferencia de potencial que representa dicha corriente y a su vez, la conductividad a medir.
En el esquema presentado se puede ver el circuito eléctrico equivalente, el cual forma un sistema serie de dosresistencias, Rx y Rp, donde Rx representa la inversa de la conductividad del liquido y Rp es nuestra resistencia patrón. Como la corriente es común a ambas, la tensión aplicada es conocida al igual que el valor de Rp, por medio de la Ley de Ohm se puede saber cual será el valor de Rx midiendo la caída de tensión sobre Rp. La misma esta dada por :
Vrp = V . Rp/Rp+Rx
ANALISIS DEL CIRCUITO
DIAGRAMAEN BLOQUES
OSCILADOR SIMÉTRICO
Al ser necesario la utilización de una señal alterna, se diseñó un oscilador Puente de Wien.
Este tipo de oscilador se consigue modificando la red de realimentación, tal como se indica en la figura 2. Se observa que la conformación de impedancia Z1, Z2, Z3 y Z4 establecen un circuito tipo puente en donde la entrada del Op. Amp. se conecta paraamplificar algún desbalance que se detecte en el circuito puente.
Las impedancias Z3 y Z4 son resistivas puras en tanto
que en las posiciones de Z1 y Z2 se colocan circuitos tipo R C.
Se lo hace oscilar a una frecuencia cercana a 1 Khz, por ser típica señal de prueba para todo dispositivo electrónico de baja señal.
Se modifica el circuito colocando diodos en la red de...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.