Подробный обзор приборов для анализа воды

Анализ кислотности при помощи прибора

Точные измерения кислотности почвы производят с помощью высокочувствительных приборов (pH-метров) в агрохимических лабораториях.

Замечено, что почвы от среднекислых до слабокислых предпочитают рододендроны, от среднекислых до близко к нейтральным — картофель, тыква, подсолнечник, пастернак, щавель, дыня, кукуруза, земляника, крыжовник, вишня, слива, яблоня, субтропические плодовые культуры, гортензия метельчатая; от слабокислых до нейтральных — большинство сортов роз; от слабокислых до нейтральных — лилии; от близко к нейтральным до нейтральных — томаты, огурцы, редис, кабачки, капусты — брюссельская и листовая, чеснок, лук-порей, лук-шалот, шнитт-лук, свекла, мускатная дыня, фасоль, репа, баклажаны, цикорий, арония, абрикос, виноград, черная смородина, сирень, хризантема; нейтральные — крокусы; от близко к нейтральным до слабощелочных — свекла кормовая, морковь, репчатый лук, кочанная и цветная капуста, салат, петрушка, спаржа, сельдерей, артишок, тюльпан.

Adver 220

Новинки гибридных конденсаторов: преимущества технологии

Гибридные конденсаторы унаследовали от полимерных конденсаторов такие достоинства как устойчивость к импульсам тока, повышенную надежность и низкое собственное сопротивление, а также высокую емкость и низкий ток утечки, как у алюминиевых электролитов. Благодаря этому гибридные конденсаторы могут с успехом заменить традиционные алюминиевые конденсаторы.

Характеристики качественной питьевой воды

Согласно госстандартам питьевая вода должна иметь такие показатели:

• ОВП (окислительно-восстановительный потенциал жидкости) должен полностью находиться в пределах ОВП межклеточной воды. Только в этом случае организм не будет затрачивать лишние ресурсы на восстановление окислительно-восмтановительного потенциала. В норме этот показатель должен находиться в диапазоне -50—-100 милливольт.
• Нормальный pH питьевой воды должен находиться не более и не менее отметки 7,0. Это показатель нейтральности питьевой воды. Допускается слабое ощелачивание воды, но ни в коем случае не её окисление.
• Уровень жёсткости питьевой воды должен быть средним. Ни мягка, ни жёсткая воды не являются приемлемыми доя организма человека.
• Наличие солей и минералов в воде позволяет поддерживать электролитный баланс организма. Но при этом желательно, чтобы водичка была все же слабоминерализированной. Так, стоит знать, что низкое содержание минералов в воде приводит к их дефициту в организме. А высокая концентрация солей наносит вред почкам.
• Также питьевая вода должна иметь средний показатель поверхностного натяжения жидкости. В норме считается показатель до 73 дин/см. Это позволяет воде хорошо усваиваться организмом.
• Помимо этого, питьевая вода не должна содержать солей тяжелых металлов, хлора, нитратов и нитритов, любых органических соединений, микроорганизмов, грибков и пр.

Системы, осуществляющие анализ с использованием датчиков, погружённых в поток

GO Systemelektronik GmbH осуществляет разработку и производство интеллектуальных модулей (Smart Modules), служащих основой для построения информационно — измерительных систем анализаторов сточных вод, использующих датчики различных типов, предназначенных для определения чистоты воды, концентрации различных химических и биологических примесей, содержащихся в стоках, а также их физические свойства.

BlueBox System

Система измерения и управления BlueBox является модульной и масштабируемой базой для реализации проектов всех размеров. Она позволяет управлять сотнями датчиков, на основе которых строятся анализаторы воды, и исполнительных механизмов, выполнять самые сложные функции управления, контроля и автоматизации и обеспечивает надежный мониторинг.

Передача данных и событий может осуществляться через сети и системы мобильной телефонной связи, при этом программные продукты, обеспечивающие визуализацию и контроль, работают на всех уровнях сбора и обработки информации. Кроме использования возможностей автономной работы с использованием встроенного цветного сенсорного экрана, все многоканальные анализаторы и другие компоненты семейства BlueBox предназначены для подключения на основе протокола TCP / IP с использованием различных средств связи, включая стационарные, мобильные и спутниковые системы. Ряд функций системы, включая визуализацию и управление, доступны для удалённого управления из специализированных диспетчерских центров. Среди других возможностей системы — оповещения через службу коротких сообщений, факс и электронную почту, а также безопасная передача данных во внешние информационные базы.

Модуль BlueSense

Приборы контроля качества воды такого типа могут работать только с BlueBox, которому передаются все измеренные значения контролируемых величин. Кроме этого, определение логики работы системы, а также её конфигурирование заложено в программном обеспечении BlueBox для ПК.

Модуль выполняет следующие функции:

• осуществляет приём сигналов подключенных к нему приборов для измерения (датчиков);
• производит преобразование значения измеренных датчиками величин в аналоговые токовые импульсы в диапазоне 4- 20 мА;
• передаёт измеренные значения модулю BlueBox;
• управляет реле сигнализации, формирующими сигнал тревоги при достижении контролируемыми величинами некоторых граничных значений.

Принцип действия прибора

Основной принцип действия основывается на определении электропроводности в овощах, фруктах и остальных продуктах питания. Зависимо от этого и определяется уровень концентрации нитратов и солей в пищевых продуктах. Для того, чтобы овощи росли им необходимы такие элементы как:

• калий;
• магний;
• железо;
• медь;
• хлор;
• органические кислоты.

Но современные фермеры для быстрого роста используют нитратное удобрение в большом количестве. При этом с его помощью овощи и фрукты поспевают в три раза быстрее, чем при обычном росте. Таким образом за сезон собирается несколько урожаев, что совершенно не естественно. Именно в таких продуктах скапливаются нитраты, которые овощи не успели переработать. Они и являются в большинстве случаем причиной повышения электропроводности.

Как изготовить рН-метр для гидропоники своими руками

Изготовить индикатор очень просто. Нарезанную капусту отваривают в воде, а затем тщательно процеживают через несколько слоев марли. Процеживать отвар нужно несколько раз, после каждого процеживания марлю необходимо хорошо прополаскивать в чистой проточной воде. Когда в отваре не останется никаких частичек, и он будет чистым, можно считать процеживание оконченным.

Теперь нужно взять бумагу и нарезать на полоски. Размер полосок может быть самым разным, главное, чтобы ими было удобно пользоваться. Теперь эти полоски нужно поместить в остуженный и процеженный капустный отвар, в котором они должны находиться около 4-5 часов, чтобы полностью пропитаться. По окончании этой процедуры полоски извлекают и просушивают. Все, самодельный индикатор рН для гидропоники своими руками готов к использованию, можно тестировать питательный раствор.

С помощью пипетки каплю раствора помещают на полоску индикатора и следят за изменением цвета полоски-теста. Оптимальный вариант — светло-лиловый цвет полоски (см. рисунок). Если она окрасилась в такой цвет, то волноваться не о чем — рН раствора находится в пределах 5,5-6.

Принцип работы тест-систем для анализа воды

Все экспресс-системы для анализа воды в домашних или полевых условиях работают на основе различных реагентов. Основными являются:

• Экспресс-анализаторы ИП. Работают на основе индикаторных порошков. Их оттенок будет меняться в зависимости от концентрации того или иного вещества в воде.
• Тест-анализаторы РС на основе сухих растворов. Здесь также оттенок линейки будет меняться в зависимости от результата исследования.
• Анализаторные системы ИТ. Они работают на основе индикаторных трубок. Здесь оттенок трубки будет меняться по её длине в зависимости от концентрации примеси.

Анализаторы на воду: виды

Анализаторы качества воды могут быть как монопараметрическими (выполняющими анализ по определенному параметру), так и многопараметртческими (для анализа воды сразу по нескольким характеристикам). Последний аппарат даёт возможность получить развернутый анализ исследуемой воды.

При этом всё оборудование можно поделить на категории по типу исследуемой жидкости. Так, можно проводить анализ в отношении таких жидкостей:

• Вода питьевая водопроводная;
• Вода грунтовая на участке;
• Жидкость в любых искусственных водоёмах;
• Техническая вода;
• Сточные воды.

Кроме того, каждый монопараметртсеский анализатор воды способен выполнять только одну, присущую ему функцию анализа. Так, аппарат может исследовать воду на такие показатели:

• Уровень pH жидкости;
• Количество и концентрация в ней солей;
• Определение уровня жесткости воды;
• Анализ мутности жидкости и пр.

При этом приборы для исследования любой воды могут работать при помощи методов химического анализа, оптического анализа, электрохимического и хроматографического, а также фотохимического анализа.

Согласно способу применения анализаторов их делят на две основные группы:

• Портативный анализатор качества воды. Этот прибор позволяет изучить свойства воды в бытовых или полевых условиях при возникшей необходимости. Анализ жидкости проводится в течение 5 минут.
• Стационарный водный анализатор. Эта группа приборов предназначена для монтажа их в проточных трубах водопровода, коллектора или другой магистрали. Такие аппараты предназначены для постоянно контроля качества воды и выдают объективные данные почасово.

Пример для Raspberry Pi

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим одноплатные компьютеры Raspberry Pi, например, Raspberry Pi 4.

Исходный код

Запустите на малине скрипт, приведённый ниже.

troyka-ph-sensor-example-raspberry-pi-read-data.py # Библиотека для работы со временем и задержками import time # Библиотека для работы с расширителем портов GPIO Expander на плате Troyka Cap import gpioexp # Создаём объект для работы с расширителем портов exp = gpioexp.gpioexp() # Пин к которому подключен pH-датчик # Любой пин GPIO платы расширения Troyka Cap pinSensor = 3 # Коэффициент для вычисления pH calibrationFactor = 5.3 while True: # Считываем аналоговое значение с датчика кислотности жидкости adcSensor = exp.analogRead(pinSensor) # Переводим данные сенсора в напряжение voltageSensor = adcSensor * 3.3 # Конвертируем напряжение в концентрацию pH pHSensor = voltageSensor * calibrationFactor # Выводим показания датчика в консоль print(‘Voltage: ‘, voltageSensor, ‘ pH’, ‘Value: ‘, pHSensor, ‘ pH’) # Ждём 1000 мс time.sleep(1)

После загрузки скрипта, в консоль малины будут выводиться текущие показания кислотности жидкости.

Виды акватестеров

Монопараметрические. Анализ производится по одному определенному параметру:

• уровень рН;
• количество солей;
• уровень жесткости и так далее.

Многопараметрические. Производят несколько видов анализа:

• химический,
• оптический,
• электрохимический,
• хроматографический,
• фотохимический.

Также тестеры различаются по типу анализируемой воды:

• водопроводной,
• грунтовой,
• из искусственного водоема,
• технической и сточной воды.

Акватестеры различают также по способу их применения:

• портативный;
• стационарный (устанавливается в водопроводных трубах, предоставляют почасовой отчет состояния воды).

Наборы для исследования воды в домашних условиях

Самыми простыми и несложными в эксплуатации являются специальные лакмусовые наборы. Они выполнены в виде тест-полосок с нанесенным на них реагентом. При контакте с исследуемой водой такие полоски будут окрашиваться в определенный цвет в зависимости от концентрации того или иного вещества в воде. К каждому набору прилагается инструкция по использованию и каталог расшифровки оттенков полученных результатов.

На российском рынке представлены такие наборы:

• Набор под названием «Природные воды». Предназначен для определения в воде хлора, солей. А также устанавливает уровень кислотности жидкости.
• Набор «Колодец». Используется в основном для скважинной и колодезной воды. Определяет в воде концентрацию  аммония, железа и нитратов.
• Экспресс-анализ «Скважина». Этот комплект может использоваться как дополнение к набору «Колодец» с целью выявления фторидов в воде.
• Экспресс-тест «Родник» позволяет установить в воде наличие нитритов, железа, нитратов и марганца.
• Набор для экспресс анализа воды профессиональный 1. Этот экспресс-тест для жидкости питьевой позволяет определить уровень её pH, концентрацию в ней марганца, железа двухвалентного и общего, а также определить жесткость. Использовать такой анализатор можно исключительно 1 раз, так же, как и набор для экспресс анализа воды профессиональный 2. Стоимость набора «Профессиональный 1» составляет около 7 у.е.

Увеличительные приборы

Возможности органов чувств человека ограничены. Ведь если рассматривать листок растения невооруженным глазом, то можно заметить жилки листа, но не разглядеть на его поверхности волоски. На звездном небе видна Луна, на которой без увеличительных приборов можно увидеть только темные и светлые участки поверхности. Однако чтобы выяснить, что они собой представляют, требуется специальное оборудование.

Итак, чтобы расширить свои возможности вести наблюдение за природой, человек создал различные увеличительные приборы. К ним относятся бинокль, лупа, телескоп, микроскоп.

1 — бинокль, 2 — лупа, 3 — телескоп, 4 — микроскоп

С помощью микроскопа изучают тела наименьших размеров. Лупа увеличивает изображение тел природы в несколько раз, а мощный микроскоп — в сотни тысяч раз. Телескоп дает возможность рассматривать небесные тела, которые находятся на очень больших расстояниях от человека. Так, с помощью телескопа рассматривают Луну, звезды и их скопления.

Как pH влияет на жителей аквариума

Большинство видов рыб относятся к несоответствию кислотности воды в аквариуме, если разница не слишком значительная. Но при размножении, например, икромечущих рыб, обязательным условием успешного разведения считается снижение pH в аквариуме.

Но некоторым видам нужен особенный pH. Рыбы из Амазонки и Африки лучше чувствуют себя в подкисленной воде при водородном показателе меньше 7. Морские рыбы живут в более щелочной среде с уровнем кислотности 7,5–8.

При описании условий содержания часто упоминают жесткую или мягкую воду. Жесткой вода считается при водородном показателе больше 8,5, а мягкой меньше 6,5. Ни жесткая, ни мягкая вода не полезны, выбирать лучше промежуточные варианты.

Отрицательное действие оказывают аммиак и ионы аммония, которые сопутствуют высокой кислотности. Аммиак выделяется из жизнедеятельности рыб. Для снижения концентрации аммиака помогут мощные фильтры или замена части жидкости.

Аммиак с помощью бактерий преобразовывается в нитриты, а после в нитраты, которые губительны для организма рыб. Чтобы определить уровень содержания нитратов, приобретите в зоомагазинах специальные тесты.

Что такое pH

Водородный показатель или pH — величина, обозначающая логарифм концентрации ионов водорода с отрицательным знаком. Если говорить проще, то водородный показатель — это количество моль на один литр ионов водорода. Водородный показатель зависит от количества моль, а значит уровень pH падает, т.к. количество моль ионов уменьшается, и уровень pH растет при увеличении количество молей.

Низкий уровень pH в аквариуме означает высокую концентрацию ионов водорода, а высокий уровень возникает при переизбытке ионов гидроксида, поэтому вода становится щелочной.

Шкала pH

pH воды в аквариуме колеблется от 0 до 14.

Название	Кислотность
Сильнокислая	0–2
Кислая	3–5
Слабокислая	5–6,5
Нейтральная	6,6–7,5
Слабощелочная	7,6–8,5
Щелочная	8,6–10
Сильнощелочная	10–14

Карбонатная жесткость kh

Карбонатная жесткость — мера жесткости жидкости, определяемая количеством карбонатных анионов, растворенных в воде карбонатов кальция и магния. Связь между pH и kh прямая и тесная, потому что от этого зависит показатель углекислого газа. Углекислый газ накапливается и вызывает заболевания рыб. При недостаточной аэрации или перенаселенности концентрация углекислоты становится опасной для рыб. Норма углекислоты составляет 2–3,5 мг/л.

Способы повышения pH

Простой способ повышения кислотности воды — добавление на дно камней и гравия, повышающие значение pH. Обычно такие камни советуются тропические обитателям.

Уровень pH поднимает и процесс фотосинтеза. Если в аквариум попадает много света и высажено большое количество растений, то уровень кислотности быстро увеличивается. Но фотосинтез лучше не выбирать при необходимости повысить pH в аквариуме, потому что этот процесс непросто контролировать.

Поднять уровень кислотность с помощью арагонита намного проще. Этот минерал богат кальцией и при уровне pH=7,8 начнет растворяться.

Повышает водородный показатель еще коралловый песок, но он растворяется при pH=8.

Для чего необходим акватестер?

Обычные персональные фильтры воды являются недолговечными — со временем они начинают пропускать вредные вещества и вода приобретает неприятный запах, чаще всего — сероводорода, канализации, или хлора. Но не всегда вредные вещества, содержащиеся в воде, могут быть легко обнаружены с помощью обоняния, тогда на помощь приходит акватестер.

Это устройство может быть простым, карманным, или представлять собой целый набор для комплексного анализа жидкости. При наличии бассейна в загородном доме или на даче понадобится специальный набор тестеров, позволяющих проверить воду бассейна на содержание в ней хлора, брома, а также провести анализ уровня рН.

Пример для Espruino

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим платформы из серии Espruino, например, Iskra JS.

Схема устройства

1. Подключите измерительный pH-щуп к плате обработки сигнала.
2. Выберите один из вариантов коммуникации:

   Подключите датчик кислотности жидкости к аналоговому пину A0 платформы Iskra JS. Для коммуникации понадобятся соединительные провода «мама-папа».

3. Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения Troyka Shield, которая одевается сверху на Iskra JS методом бутерброда. Для коммуникации используйте трёхпроводной шлейф «мама-мама», который идёт в комплекте с датчиком.
4. С Troyka Slot Shield провода не понадобятся вовсе.

Исходный код

Прошейте платформу Iskra JS скриптом, приведённым ниже.

troyka-ph-sensor-example-espruino-read-data.js // Коэффициент для вычисления pH var calibrationFactor = 5.3 // Назначаем пин для подключения датчика var pinSensor = A0 // Выводим показания датчика каждую секунду setInterval(function() { // Считываем аналоговое значение с датчика кислотности жидкости var adcSensor = analogRead(pinSensor) // Переводим данные сенсора в напряжение var voltageSensor = adcSensor * 3.3 // Конвертируем напряжение в концентрацию pH var pHSensor = voltageSensor * calibrationFactor // Выводим данные в консоль print(‘Voltage:’, voltageSensor.toFixed(2), ‘V’, ‘Value:’, pHSensor.toFixed(2), ‘pH’) }, 1000)

После загрузки скрипта, в консоль будут выводиться текущие показания кислотности жидкости.

Классификация лабораторного оборудования

Условно лабораторное оборудование можно разделить на
основные категории:

• аналитическое оборудование
• общелабораторное оборудование
• специализированное оборудование

Данное деление не является обязательным и не прописано в каких-либо
нормативных документах. Оно используется для удобства ориентирования в
многообразии позиций
и подбора оборудования под конкретные задачи.

Однако, существует деление, прописанное в Приказе
Минэкономразвития России от 30 мая 2014 г. № 326 об утверждении критериев
аккредитации. Согласно данному документу, оборудование, используемое в
аккредитованной лаборатории, делится на:

• средства измерения (СИ)
• испытательное оборудование (ИО)
• вспомогательное оборудование (ВО)

Чем отличается испытательное от вспомогательного оборудования

Очень часто, даже работники лабораторий, путают испытательное и вспомогательное оборудование. На самом деле, деление довольно простое: к испытательному оборудованию относятся приборы и устройства для воспроизведения тех или иных условиях испытаний: например, температуры, влажности, давления, механических нагрузок. К вспомогательному оборудования, в принципе, относится все остальное оборудование, задействованное на различных стадиях проведения лабораторного анализа, но чьи технические параметры не так существенны в плане влияния на метрологическую составляющую методики в целом. Немного запутанно, но если сократить, то испытательное – устройства, от которых зависит результат эксперимента; вспомогательное – от которого не зависит. В аккредитованной лаборатории все испытательное оборудование, задействованное в реализации методик, должно быть аттестовано. Вспомогательное оборудование аттетовывать не нужно.

В состав испытательного оборудования могут включаться средства контроля параметров испытываемой продукции и программное обеспечение.

Одно и то же оборудование при проведении разных методик, может быть и испытательным, и вспомогательным оборудованием. Например, если от установленной температуры в сушильном шкафу зависит результат анализа, то он будет являться испытательным оборудованием, если же, сушильный шкаф применяется, например, для высушивания лабораторной посуды, и в методике не указана температура, при которой должно происходить высушивание, то он будет вспомогательным оборудованием. Но для исключения возможных спорных ситуаций, лучше, сушильный шкаф все таки аттестовать.

К испытательному оборудованию можно отнести такие приборы, как сушильные шкафы, климатические камеры, воздушные и жидкостные термостаты, высокотемпературные печи, и т.д. В качестве вспомогательного оборудования выступают, например, центрифуги, шейкеры, колбонагреватели, установки вакуумной фильтрации, дистилляторы, нагревательные плиты, ротационные испарители, вытяжные шкафы и др.

Основные положения и порядок проведения аттестации испытательного оборудования отражены в ГОСТ Р 8.568-2017 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Аттестация испытательного оборудования. Основные положения.

Возможно, при аккредитации лаборатории и выбора, какое именно оборудование необходимо аттестовывать, будет полезна ссылка на письмо № ВК-110-17/2852 от 12 августа 1999 «Об обращениях в связи с необоснованными требованиями органов Государственной метрологической службы к аттестации различного оборудования«.

На что обратить внимание при выборе

Прибор для измерения количества нитратов используется только в быту. С его помощью можно определить насколько опасно употреблять в пищу не только овощи, но и мясо разных животных. Ведь их кормят кормами, которые так же удобряют нитратными химическими веществами. На рынке существует два вида нитрометров:

• цифровой;
• аналоговый.

Перед покупкой прибора для измерения нитратов нужно узнать характеристику представленных моделей, взвесить все за и против и выбрать самый лучший. Каждый нитратомер оснащен:

• электронным табло;
• встроенной программой с перечнем продуктов;
• щупом, с помощью которого проверяется продукт;
• батарейками или аккумулятором дли питания.

Кроме того, каждое устройство имеет подобные характеристики, но при этом отличаются друг от друга временем, на протяжении которого происходит измерение, а так же погрешностью, допустимой при измерении

Именно на эти параметры и необходимо обращать внимание при покупке нитрат-тестера

Обзор топа самых точных тестеров для определения качества воды

Предлагаем вашему вниманию топ-рейтинг тестеров воды. При его составлении учитывался каждый отзыв потребителей.

Категория	Место	Наименование	Рейтинг	Характеристика	Ссылка
Тесты для определения качества воды карманные	1		9.8 / 10	Выдаёт точные показатели
2		9.4 / 10	Универсальный солемер для замеров воды с разных источников
3		9.3 / 10	Путешествующим по районам с плохой экологией просто необходим
4		9.2 / 10	Мониторинг систем фильтрации
5		8.9 / 10	Замеряет количество солей в водопроводной и фильтрованной воде
6		8.8 / 10	Предупреждает об опасности красным цветом
Устройства для измерения чистоты водопроводной воды	1		9.9 / 10	Профессиональный измеритель качества воды
Анализаторы воды аквариума и бассейна	1		9.6 / 10	Анализатор нитратов в аквариумной воде

А что из этого предпочтете Вы?