Danas je nabavljen konduktometar (mjerač vodljivosti) slovenske tvrtke Iskra (proizvedeno za njemački Phywe) pod oznakom 65967.00 iz 1980-tih godina.
Od kontrola, konduktometar Iskra Phywe 65967.00 ima sklopku za preklapanje osam mjernih opsega, poziciju sklopke za provjeru napona baterije (9 V), potenciometar za postavljanje temperature mjerene tekućine i taster za uključenje mjerenja (uključenje uređaja). Sa donje bočne strane ostavljen je mali provrt za dostup višeokretnom potenciometru za kalibraciju instrumenta.
Tvrtka Iskra vuče korijene iz 1946. godine te je i danas prisutna na tržištu. Kroz čitavo razdoblje postojanja nudi širok spektar proizvoda iz područja elektronike, elektrotehnike, mjerne tehnike, telekomunikacija, energetike, automatizacije i tome srodnih proizvodnih grana.
Phywe je njemačka tvrtka koja vuče korijene iz 1913. godine, a robna marka Phywe je prvi put predstavljena 1921. godine. Tvrtka Phywe je i danas na tržištu, a kroz čitavo razdoblje postojanja razvija, proizvodi i distribuira različitu tehničku opremu za edukaciju, obrazovanje i opremanje školskih tehničkih kabineta (fizika, kemija, biologija, elektrotehnika i druge primijenjene znanosti). Vjerojatno je Phywe u nekom razdoblju ugovorio proizvodnju električnih mjernih instrumenta i sa slovenskom Iskrom.
Mjerna sonda izvedena je vrlo jednostavno. Sastoji se od dvije vodljive elektrode (šipke) određene duljine (cca 2 cm), promjera (cca 2 mm) i međusobnog razmaka (cca 8 mm) koje su čvrsto fiksirane u plastično valjkasto tijelo duljine 90 mm i promjera 16 mm.
Na zadnjoj strani instrumenta još uvijek nalazimo originalnu Iskrinu plastičnu plombu iako se čini da ju je već netko vadio radi otvaranja kućišta instrumenta.
Do sada smo već opisali dva Iskrina konduktometra: MA 5960 i MA 5961. Konduktometar je uređaj za mjerenje električne vodljivosti tekućina (elektrolita). Električna vodljivost je recipročna električnom otporu (G=1/R) a izražava se u mjernoj jedinici Siemens po metru (S/m). Vodljivost ili specifični otpor tekućina mjeri se izmjeničnom strujom, obično frekvencije oko 1 kHz, jer bi primjenom istosmjerne struje ubrzo došlo do elektrolize i polarizacije tekućine, a time i do pogreške kod mjerenja. Vodljivost (ili otpor) otopine elektrolita ovisi o temperaturi otopine, te o broju i naboju prisutnih iona kao i o njihovoj vrsti, odnosno sposobnosti da provode električnu struju. Također, na mjerenje vodljivosti utječe i materijal od kojeg su napravljene mjerne elektrode, njihova efektivna površina i udaljenost. Sve ovo upućuje na činjenicu kako su za precizna mjerenja konduktometrom potrebna i precizna baždarenja instrumenta na priključenu konduktometarsku sondu. Kemijski čista voda ima električnu vodljivost od 0,055 µS/cm, a voda za piće ne bi smjela imati vodljivost veću od 1 mS/cm na 20°C.
Konduktometar Iskra Phywe 65967.00 može mjeriti vodljivost do 10 000 µS/cm (10 mS/cm) podijeljeno u osam mjernih opsega. Siemense kao mjernu jedinicu za vodljivost lako se može pretvoriti u Ohme kao mjernu jedinicu za otpor: kako vrijedi da je G=1/R, onda je i R=1/G. Prema tome, kako otpor raste tako vodljivost pada i obrnuto, kako otpor pada tako vodljivost raste, što je naravno i za očekivati. Tako µS/cm možemo izravno pretvoriti u MΩ/cm. Standardna jedinica za otpor je Ω/m, pa ukoliko želimo testirati naš konduktometar otpornicima onda MΩ/cm moramo pretvoriti u Ω/m, odnosno pomnožiti sa 10 000.
Odnos električne vodljivosti prema električnom otporu i stvarni otpor na sondi našeg instrumenta potreban za mjerenje pojedinih vrijednosti.
Iz ovog proizlazi da je naš instrument svojevrsni ommetar sa mjernim opsegom do 200 kΩ. Naravno, to ne znači da ommetar može zamijeniti konduktometar. Kao što smo rekli, mjerni napon za konduktometar mora biti izmjenični (kod svih ommetara je istosmjerni), no najveća razlika je zapravo u tome što je ommetar predviđen za mjerenje otpora na čvrstim materijalima, a konduktometar na tekućinama, otopinama i slično. Pipalice ommetra prislanjamo na dvije vodljive točke nekog čvrstog materijala i mjerimo otpor između njih, pri čemu je otpor samih mjernih kablova i prijelazni otpor između kontaktnih točki najčešće zanemarivo mali (osim kod mjerenja vrlo malih otpora). Konduktometar pak ne može imati bilo kakve dvije mjerne žice koje gurnemo bilo gdje u otopinu. To moraju biti baždarene fiksne kontaktne površine glede dimenzija i međusobnog razmaka koje se uranjaju u tekućinu kako bi dobili točno mjerenje u iskazanim mjernim jedinicama. Tako smo mjerenjem došli do zaključka da je faktor naše sonde 180, odnosno naš konduktometar zapravo mjeri otpor u rasponu 180 Ω do nekih maksimalnih 36 MΩ gdje je otklon kazaljke svega pola podjele skale i to je praktično najmanja vrijednost vodljivosti koju možemo izmjeriti ovim našim instrumentom (0,05 µS/cm). Treba napomenuti da je sve ovo mjereno tako da je potenciometar za temperaturu postavljen na 18°C, no korekcija temperature 0 – 50°C korigira širok raspon skale. Već smo rekli da vodljivost (ili otpor) specifične otopine između ostalog ovisi i o temperaturi otopine. Što je temperatura niža to je i otpor niži, odnosno vodljivost viša. Izuzetno je važno kalibrirati instrument prije mjerenja vodljivosti tekućina (slično kao i prije mjerenja pH vrijednosti) kako bi mjerenja bila točna.
Konduktometar Iskra Phywe 65967.00 se bazira na dva integrirana kruga. To su EL741C i LM324N u kojima je sadržano ukupno pet operacijskih pojačala. Operacijska pojačala su naravno spojena kao oscilator mjernog napona, mjerno pojačalo i AC/DC pretvarač, odnosno ispravljač izmjeničnog mjernog napona za instrument. Električnu shemu, kao uostalom ni bilo kakvu drugu dokumentaciju za ovaj uređaj nemamo, pa možemo još samo snimiti mjerni napon na sondi instrumenta. Kao što vidimo, oscilator generira sinusni napon frekvencije cca 1 kHz i amplitude cca 1 Vpp.
Osim višeokretnog preciznog potenciometra za glavnu kalibraciju instrumenta, na pločici su još četiri potenciometra za razne druge kalibracije. Kalibracija konduktometra na svim mjernim opsezima od velike je važnosti za točno mjerenje električne vodljivosti tekućina.
Naš konduktometar je vrlo vjerojatno primarno namijenjen za mjerenje električne vodljivosti slatkih voda i vodenih otopina. Kemijski čista voda, unatoč tome što ne sadrži nikakve strane elektrolite, zbog tzv. protonske vodljivosti ipak pokazuje neku malu vodljivost do 0,05 µS/cm što je i najmanja vrijednost koju još možemo izmjeriti našim instrumentom. Pitka voda ne bi trebala imati vodljivost veću od 1 000 µS/cm, a mineralna voda može imati vodljivost i do 3 000 µS/cm. Morska voda pak može imati vodljivost i veću od 50 000 µS/cm što prelazi mjerni opseg našeg instrumenta. Pravi električni izolatori imaju daleko manju vodljivost. Električna vodljivost zraka je primjerice 0,005 piko-Siemensa (5 x 10-15 S), a vodljivost plastike je reda milijarditog dijela piko-Siemensa (10-21 S). S druge strane, srebro kao najbolji električni vodič ima vodljivost od 63 mega-Siemensa (6,3 x 107 S).
Vodljivost vode iz mojeg gradskog vodovoda je 520 µS/cm što ulazi u granicu pitkosti, no to nikako nije i jedino mjerilo zdravstvene ispravnosti vode. Voda može sadržavati razne otopljene ili neotopljene nečistoće koje ne utječu ili vrlo malo utječu na vodljivost, tako da je za potpunu analizu pitkosti vode ipak potrebno provesti i druge testove. No, ovaj test vodljivosti je svakako pokazao da voda iz vodovoda nije baš najbolji izolator i stoga ju je najbolje držati što dalje od mrežnih električnih vodova i uređaja 🙂