센서 1. 전기전도도 센서 안동대학교 물리학과 윤석수
1. 용액 전기전도도 센서 개요 용액 전기전도도 센서 (Conductivity prove) 용도 실험실이나 현장에서 수용액의 전기전도도나 이온의 농도를 측정 용도 수용액내의 용해된 이온의 농도 값 결정 또는 변화 관찰 염분 함유도 결정 막(membrane)을 통한 이온의 확산율 측정 수중식물의 광합성으로 인한 전기전도도 변화 측정 강이나 호수의 TDS (total dissolved solids)의 실시간 감시
2. 전기전도도? 용액의 전기전도도 정의 두 전극사이에 전류를 흘려주는 용액의 능력 용액내 두 전극사이에 전압 V 를 가했을 때 흐르는 전류 I 의 비 컨덕턴스 전기저항의 역수 단위:Siemens (S) 1 S = 1 A/V = 1 /Ohms 전기전도도 : Cell constant S/cm
2. 전기전도도? 예: A = (1 cm)x(1 cm), d = 1 cm I = 1 mA 때 V = 0.1 V 이다면 전기전도도는 ?
3. 전기전도도 센서 구조와 원리 외관 구조 원리 봉 형태 두개의 graphite 전극 용액에 담근 후 교류전압 가함 용액에 담그기 용이 구조 두개의 graphite 전극 원리 용액에 담근 후 교류전압 가함 전극에서의 분극 방지 용액을 통해 흐르는 교류전류 를 출력 전압으로 변환 측정된 출력 전압을 전기전도도로 변환 에폭시 몸체 그라파이트 전극
4. 전기전도도 측정방법 연결 컴퓨터 + 인터페이스 + 전기전도도 프로브+소프트웨어 프로브 인터페이스 컴퓨터 USB 소프트웨어
4. 전기전도도 측정방법 인터페이스 구조 센서연결
4. 전기전도도 측정방법 소프트 웨어 (Logger Pro) 실행
4. 전기전도도 측정방법 측정 실행 및 저장
4. 전기전도도 측정방법 연결 순서
5. 전기전도도 프로브 취급법 측정전 처리 증류수로 프로브 끝 전극이 있는 부분을 세척하라. 세척 후 시편을 오염시키거나 물게 만들 염려가 있는 경우 흡수지로 닦아 내어 말려라. 측정하고자 하는 용액에 전극 표면이 완전히 잠기게 넣어라 다른 시편을 측정할 때 증류수로 세척하라.
5. 전기전도도 프로브 취급법 보관 증류수로 프로브 끝 전극이 있는 부분을 세척하라 세척 후 시편을 오염시키거나 물게 만들 염려가 있는 경우 흡수지로 닦아내어 말려라 말린 상태에서 보관하라 프로브가 심하게 오염된 경우 순한 세제를 푼 물에 약 15분 담가 둔 후 0.5 M 의 초산이나 0.1 M의 염산과 같은 묽은 산 용액에 15분 정도 담가라. 마지막으로 증류수로 세척하라. CH3COOH
5. 전기전도도 프로브 취급법 보정 보정 이란? 특별히 보정이 필요한 경우 센서와 인터페이스를 통과해 컴퓨터가 읽은 최종 출력 전압과 전기전도도 사이의 비례상수 결정 제조회사에서 이미 결정되어 입력되어 있기에 특별한 보정 필요 없음 특별히 보정이 필요한 경우 두점 보정 방법 이용 전기전도도 값을 알고 있는 두 표준 용액 이용 출력 전압과 전기전도도 사이의 비례상수 결정
5. 전기전도도 프로브 취급법 온도 보정 용액의 전기전도도는 일반적으로 온도에 따라 변함 통상 용액의 전기전도도는 25 oC 를 기준으로 함 본 장치의 경우, 온도를 동시에 감지하여 25 oC 값으로 자동 변환해 줌 수동보정이 필요한 경우 온도에 따른 전기전도도의 변화 곡선 측정이 요구됨
5. 전기전도도 프로브 취급법 보정용액 제조 0.01 M 염화칼륨(KCl) 용액 0.001 M 염화칼륨 용액 (희석방법) 염화칼륨 0.7456 g을 25 ℃의 물(2 μS/㎝ 이하)에 녹여 1,000 ㎖로 한다. 이 용액의 25 ℃에서의 전기전도도 값은 1,409 μS/㎝이다. 이 용액은 폴리에틸렌 병 또는 경질유리병에서 밀봉하여 보존한다. 0.001 M 염화칼륨 용액 (희석방법) 0.01 M 염화칼륨 용액 100 ㎖를 정확히 취하여 1,000 ㎖ 메스 플라스크에 넣고 25 ℃의 물(2 μS/㎝ 이하)을 넣어 눈금까지 채운다. 이 액의 25 ℃에서의 전기전도도 값은 147 μS/㎝ 이다. 이 용액은 폴리에틸렌병 또는 경질유리병에 밀봉하여 보존한다. 염화나트륨(NaCl) 용액 0.0474 g/l : 100 μS/㎝ 0.491 g/l : 1000 μS/㎝
6. 시범실험 NaCl 용액의 전기전도도의 관계 준비: 증류수, 수돗물, 염화나트륨 증류수, 수돗물의 전기전도도