ЗАСІБ ВИМІРЮВАННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ NaCl У ВОДІ НА ОСНОВІ КОНДУКТОМЕТРИЧНОГО СЕНСОРА - Озменчук, І. С .; Дудатьєв, І. А. (Вісник Вінницького політехнічного інституту, 2025)
Запропоновано сучасний підхід до визначення концентрації NaCl у воді за допомогою кондуктометричного сенсора, який поєднує класичні електрохімічні методи з новітніми схемотехнічними та математичними рішеннями. Ключовим компонентом вимірювального засобу є коаксіальний кондуктометричний сенсор з плоскими електродами, здатний формувати стабільне електричне поле для точного вимірювання електропровідності розчину. Принцип дії сенсора базується на прямій залежності провідності від концентрації розчинених іонів, зокрема Na⁺ і Cl⁻. Засіб оснащений температурним сенсором (герметичним терморезистором), що забезпечує автоматичну температурну компенсацію, враховуючи зміну іонної рухливості за різних температур. Розроблено математичну модель, яка описує залежність електропровідності від концентрації, температури, геометрії сенсора та молярної провідності іонів. Зокрема, показано, що підвищення температури на кожний градус Цельсія збільшує провідність на 2…3 %, що обґрунтовує необхідність впровадження температурної корекції. Мостова схема Уітстона використовується для виявлення змін опору, пов’язаних зі зміною концентрації солі. Калібрування сенсора здійснюється із застосуванням еталонних розчинів Milwaukee, сертифікованих за стандартом NIST. Результати метрологічного дослідження підтверджують високу точність — відносна похибка становила лише 1,46 % за концентрації 342 ppm. Розроблений засіб вирізняється простотою конструкції, доступністю компонентної бази, а також придатністю для використання як у лабораторних, так і у польових умовах. Запропоноване рішення є перспективним для впровадження в автоматизовані системи контролю якості води, зокрема в аграрному, промисловому та медичному секторах. Подальші напрямки досліджень передбачають удосконалення чутливого елемента шляхом мікроструктуризації електродів, розширення діапазону вимірювань, реалізацію бездротових інтерфейсів для віддаленого моніторингу, впровадження самокалібрувальних алгоритмів та розширення функціональності до мультиіонного аналізу.