Conductimètre – ConductiSense

La conductivité permet de mesurer la concentration en ions d’une solution ; elle repose sur la conductance de l’eau. La conductance est la capacité d’une solution à conduire l’électricité ; plus la concentration en ions est élevée, plus la solution conduit facilement l’électricité, et c’est là le principe de cette mesure.

La conductance peut être considérée comme l’inverse de la résistance, c’est-à-dire la facilité avec laquelle un matériau laisse passer le courant électrique ; elle est calculée à partir d’électrodes placées de part et d’autre d’un cube de 1 cm. Dans les applications concrètes, cette méthode n’est pas toujours pratique ; c’est pourquoi la conductance est généralement multipliée par une constante de cellule différente pour obtenir la conductivité. Les deux sont étroitement liées, mais la conductivité permet d’utiliser différentes constantes de cellule afin de mieux s’adapter aux applications.

Temperature has an effect upon conductivity because it reduces the viscosity of the water, increases the mobility of ions and other effects. However, all Pi ConductiSense sensors contain a built-in temperature sensor and our controllers perform temperature compensation automatically, so this isn’t something an end user needs to worry about.

Il est possible de mesurer la conductivité dans des solutions non aqueuses, mais beaucoup d’entre elles (benzènes, alcools, produits pétroliers) présentent une conductivité très faible, ce qui peut rendre la tâche difficile. De nombreuses solutions non aqueuses peuvent également avoir des effets néfastes sur certains matériaux, comme les plastiques ; il convient donc de faire preuve de prudence.

La valeur de la constante de cellule (K) est déterminée par la surface des électrodes et la distance qui les sépare. Concrètement, cela signifie que différentes valeurs de K permettent d’obtenir différentes plages de mesure ; une valeur de K élevée (K = 10) permet une plage de mesure maximale plus grande, tandis qu’une valeur de K faible (K = 0,1) offre une plage plus réduite mais une mesure plus précise. Le choix d’une valeur de K adaptée en fonction de la conductivité attendue permet à l’utilisateur de trouver un équilibre entre plage de mesure et précision.

Dissolved solids in a solution (total dissolved solids, ‘TDS’) contribute to conductivity, and conversion from conductivity to TDS is performed with a correlation factor. This varies with different ions (NaCl vs. KCl in solution, for example), but if you are working with a known salt this value is easy to find. If you are working with natural water or a blend of salts, it’s possible to derive a specific correlation factor and program this into your Pi controller; there is a video on our YouTube channel that covers how this can be done.

Dans ce cas, préparer soi-même sa solution étalon permettra d’obtenir les résultats les plus précis. Préparez un mélange de sels dans les proportions présentes dans la solution, puis dissolvez-le dans de l’eau distillée selon la formule suivante : 1 mg de mélange de sels par litre d’eau = 1 ppm de TDS. On peut également raisonner ainsi : X ppm de TDS = X mg de sels + 1 l d’eau distillée. Vous devez choisir une valeur en ppm aussi proche que possible de celle de l’eau que vous allez mesurer avec le capteur.

En Europe, on utilise couramment le microSiemens (µS/cm), tandis qu’aux États-Unis, on rencontre parfois le micromhos (m℧/cm). Ces unités sont équivalentes et interchangeables.

Les capteurs en graphite et en acier inoxydable peuvent être nettoyés à l’aide d’un détergent liquide doux ou d’acide nitrique dilué (0,1 M). On peut également utiliser de l’acide chlorhydrique ou sulfurique dilué, si l’on en dispose.

Rincez le capteur à l’eau du robinet propre ; il peut être rangé humide ou sec. Si vous séchez le capteur, les électrodes devront être reconditionnées avant sa remise en service.

Il suffit de verser la solution dans de l’eau ou dans un étalon de conductivité, puis de brancher le capteur au contrôleur Pi (afin qu’il soit alimenté). Le capteur sera prêt au bout de 30 à 60 minutes.

Tout comme pour le TDS, la salinité peut être calculée à partir d’un capteur de conductivité en utilisant une valeur de référence de salinité. Vous trouverez plus de détails à ce sujet dans le manuel du contrôleur.

Les contrôleurs Pi sont généralement compatibles avec des capteurs tiers ; n’hésitez pas à nous contacter pour obtenir des conseils.

Vous devez procéder à un recalibrage si vous modifiez votre plage de mesure ou si vous constatez une dérive des mesures du capteur. Vous aurez besoin d’une solution étalon de conductivité dont la concentration est similaire à celle de l’eau que vous mesurez, et vous devrez préparer trois récipients contenant cette solution. Conditionnez le capteur dans le premier récipient, rincez-le dans le deuxième et calibrez-le dans le troisième à l’aide du contrôleur Pi.

Pour les applications à plage élevée et en milieu sale, le capteur toroïdal est le plus adapté (500 – 2 000 000 µS/cm). Les applications à faible plage (de 0-10 à 0-50 000 µS/cm) conviennent aux capteurs en graphite et en acier inoxydable, et la valeur K la plus appropriée peut être choisie à l’aide du tableau de référence figurant dans la brochure ConductiSense. Vous pouvez également contacter un membre de l’équipe Pi pour obtenir des conseils.