Das Leitfähigkeitsmessgerät und insbesondere das Messsystem unterliegen einem Alterungsprozess, der von den jeweiligen Messbedingungen abhängt. Verschleiß und Verunreinigungen beeinträchtigen die Zuverlässigkeit und können zu Messabweichungen führen. Auch unsachgemäßer Gebrauch des Geräts kann Fehler verursachen.
Wie lässt sich ein Leitfähigkeitsmessgerät richtig warten, um genaue Messergebnisse zu erzielen? In diesem Beitrag erfahren Sie mehr über bis zu 15 mögliche Ursachen und Lösungen für die häufigsten Messfehler.
Ein Leitfähigkeitsmessgerät misst die Leitfähigkeit von Lösungen. Es wird zur Bestimmung des Verschmutzungsgrades oder des Salzgehalts sowie bei konduktometrischen Titrationen eingesetzt.
Je nach Anwendungsbereich und Genauigkeitsanforderungen wird zwischen 2‑Elektroden‑ und 4‑Elektroden‑Leitfähigkeitssensoren sowie Messzellen unterschieden, die nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion arbeiten.
Ein Leitfähigkeitsmessgerät kann im Laufe der Zeit oder bei unsachgemäßer Verwendung fehlerhafte Ergebnisse anzeigen. Mögliche Ursachen sind unter anderem eine verschmutzte Messfläche, ein nicht kalibrierter Sensor oder unzureichend kontrollierte Messbedingungen.
Fehler können sich durch schwankende Messwerte oder Abweichungen von früheren Messungen bemerkbar machen. Anhand der dokumentierten Daten lässt sich beurteilen, ob es sich um ein normales Phänomen handelt oder ob ein Eingriff erforderlich ist.
Schwankende Messwerte allein deuten nicht zwangsläufig auf einen Fehler hin. Die Streuung wird häufig durch normale Schwankungen im Wasser, in der gemessenen Lösung oder im Messverfahren verursacht. Sie kann jedoch auch beispielsweise durch eine falsch eingestellte Temperaturkompensation entstehen.
„Drift“ bezeichnet das Phänomen einer kontinuierlichen Zu‑ oder Abnahme eines Messwerts im Zeitverlauf.
Eine mögliche Ursache ist die Verschmutzung der Messzelle: Schmutz oder Ablagerungen erhöhen den elektrischen Widerstand an den Elektroden, wodurch der gemessene Strom abnimmt.
Wenn sich die Messwerte innerhalb weniger Minuten deutlich verändern, liegt die Ursache höchstwahrscheinlich in einem elektrischen Defekt. Plötzliche Abweichungen können auch auftreten, wenn die Messzelle nicht mehr vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht ist.
In der folgenden Tabelle sind die häufigsten Fehler und deren mögliche Lösungen aufgeführt. In den anschließenden Abschnitten werden einige der vorgeschlagenen Maßnahmen näher erläutert.
Erfahren Sie, wie Sie Ihr Leitfähigkeitsmessgerät richtig warten und möglichst genaue Messungen erzielen können.
Bei der Installation reicht es aus, die Zellkonstante gemäß den Angaben in der Bedienungsanleitung einzustellen. Zur Überprüfung der korrekten Funktion des Messumformers können Prüfwiderstände verwendet werden, mit denen sich ein definierter Leitfähigkeitswert simulieren lässt.
Hinweis: Während des Tests muss der Temperaturkoeffizient auf 0 %/°C eingestellt sein.
Bei der Inbetriebnahme oder Wartung eines Leitfähigkeitsmesssystems sowie bei hohen Anforderungen an die Messgenauigkeit sollte die Kombination aus Messzelle, Kabel und Messumformer aufeinander abgestimmt werden.
Das Kalibrierintervall hängt von den jeweiligen Betriebsbedingungen ab, unter denen die Messzelle eingesetzt wird. Eine Kalibrierung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn Zweifel an der Genauigkeit der Messergebnisse bestehen.
Tritt bei der Prüfung in der Standardlösung eine zu große Abweichung auf, lässt sich der Fehler in der Regel nur durch Reinigung oder Austausch der Messzelle beheben.
Das geeignete Reinigungsmittel hängt von der Art der Verschmutzung ab:
Für eine zuverlässige Messung der Leitfähigkeit müssen mehrere wichtige Einflussgrößen berücksichtigt werden.
Neben der Salzkonzentration hängt die Leitfähigkeit auch von der Temperatur ab. Da in vielen Anwendungen vor allem der Salzgehalt von Interesse ist, kompensiert das Leitfähigkeitsmessgerät den Temperatureinfluss automatisch.
Dabei wird der gemessene Leitfähigkeitswert auf eine definierte Referenztemperatur umgerechnet. Das bedeutet, dass das Gerät nicht den tatsächlichen Leitfähigkeitswert der Lösung anzeigt, sondern den Wert, den diese bei der eingestellten Referenztemperatur hätte. Der angezeigte Wert bleibt somit konstant, auch wenn sich die Temperatur der gemessenen Lösung ändert.
Bei einer aktuellen Temperatur von 75 °C und einem am Gerät eingestellten Temperaturkoeffizienten von 1 %/K ist der angezeigte Messwert bezogen auf den tatsächlichen Wert um 50 % zu hoch. Die Referenztemperatur ist je nach Anwendung auf 25 °C oder 20 °C festgelegt. Hierbei sind die Leitfähigkeitswerte bezogen auf T = 20 °C stets niedriger als die auf T = 25 °C bezogenen Werte. Für Trinkwasser (Temperaturkoeffizient α ca. 2,1 %/K) beträgt der Unterschied der Anzeigewerte 10,5 %.
Bei einer aktuellen Temperatur von 40 °C und einem am Referenzgerät eingestellten Temperaturkoeffizienten von 2,5 %/K zeigt das Betriebsmessgerät 20 % mehr an, als das Referenzgerät. Jede Messlösung zeigt ein individuelles Temperaturverhalten. Bei Grund-, Oberflächen-, Trink- und kommunalem Abwasser nimmt die Leitfähigkeit, bezogen auf den Leitfähigkeitswert bei T = 25 °C, um 2,1 %/K zu.
Für die Temperaturkompensation, also das Umrechnen auf den Wert einer Referenztemperatur, enthält das Messgerät eine mathematische Funktion, die Temperaturkompensationsfunktion. Der Temperaturkoeffizient kennzeichnet das Temperaturverhalten der Messlösung und muss dementsprechend eingestellt sein.
Wenn sich Ablagerungen auf den Elektroden befinden, empfängt das Gerät nur ein reduziertes Stromsignal und berechnet einen zu niedrigen Leitfähigkeitswert. Stellen Sie daher vor der Messung sicher, dass sich die Messzelle in einwandfreiem Zustand befindet. Dies lässt sich mithilfe einer Standardlösung überprüfen:
Ist die Abweichung zu groß, sollten die Elektroden der Messzelle gereinigt werden.
Die Messung erfolgt mittels Wechselspannung, wobei die Frequenz des Geräts mit steigender Leitfähigkeit zunimmt. Bei 2‑Elektroden‑Messzellen gibt es jedoch eine maximale Leitfähigkeit, oberhalb derer sich Polarisationseffekte nicht vollständig vermeiden lassen. Dies kann zu deutlich zu niedrigen Messwerten führen.
Um derartige Messabweichungen zu vermeiden, empfiehlt sich der Einsatz eines induktiven Leitfähigkeitsmessgeräts oder einer 4‑Elektroden‑Messzelle.
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