Electrical Conductivity Meter(เครื่องวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ) คือ?

Electrical Conductivity Meter หรือ EC Meter คืออะไร 

การวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ (Electrical Conductivity หรือเรียกย่อๆว่าค่า EC) เป็นขั้นตอนสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพน้ำในด้านสิ่งแวดล้อม, งานด้านการเกษตรและด้านการเจริญเติบโตของพืช โดยเครื่องมือวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ เป็นเครื่องมือที่สำคัญในการทำงานนี้นั้นก็คือ Electrical Conductivity Meter หรือ เครื่องวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ ที่สามารถเรียกย่อ ๆ ว่า EC Meter นั่นเอง

รายละเอียดของ Electrical Conductivity Meter

ตัวเครื่องมือ Electrical Conductivity Meter หรือเครื่องวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ ถือว่าเป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพน้ำ ซึ่งการใช้งานเครื่องมือนี้จะช่วยให้บุคลากรที่มีหน้าที่เกี่ยวกับการปรับปรุงคุณภาพน้ำ มีข้อมูลที่สำคัญในการตัดสินใจ สำหรับการปรับปรุงสภาพน้ำและจัดการสิ่งแวดล้อมให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น 

การนำไฟฟ้าของน้ำมีความสำคัญในหลาย ๆ ด้าน เช่น การประเมินคุณภาพน้ำ, การใช้น้ำในเกษตรกรรม และการวิเคราะห์สิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ในน้ำ นอกจากนี้การนำไฟฟ้าของน้ำยังมีบทบาทสำคัญในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการพัฒนาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับน้ำด้วย การวัดค่านี้สามารถช่วยให้เราเข้าใจและสามารถปรับปรุงคุณภาพและการใช้งานน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น หน่วยในการวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ (Electrical Conductivity) จะนิยมรายงานค่าในหน่วย mS/cm และ µS/cm ซึ่งเป็นหน่วยที่รองรับในระดับสากล

ความสามารถในการนำไฟฟ้าของน้ำนั้นมักถูกวัดโดยใช้ค่า Electrical Conductivity (EC) ซึ่งเป็นค่าที่ใช้วัดปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่สามารถผ่านน้ำได้ น้ำที่มีค่าความนำไฟฟ้าสูงมักจะมีปริมาณสารละลายที่มาก เช่น โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) หรือเกลืออื่น ๆ ดังนั้นน้ำทะเลมักจะมีค่าความนำไฟฟ้าสูงกว่าน้ำจืด เนื่องจากมีเกลือละลายอยู่มากในน้ำทะเล 

หลักการทำงานของเครื่อง Electrical Conductivity Meter

เครื่องวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ (Electrical Conductivity meter) จะอาศัยหลักการเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้า โดยวัดต่อหน่วยพื้นที่ที่กำหนดหรือวัดปริมาณประจุที่อยู่ในน้ำทั้งหมด แล้วแสดงผลออกมาเป็นค่าความนำไฟฟ้า (EC) ที่หน้าจอของตัวเครื่อง ซึ่งสัมพันธ์กับปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด Total dissolved solids (TDS)

หน่วยการวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ 

หน่วย SI (International Systems of Units) ของค่า Conductivity การนำไฟฟ้าคือซีเมนส์ต่อเมตร (S/m) หมายความว่าของเหลวสามารถนำกระแสไฟฟ้าผ่านได้ดีเพียงใด เมื่อดูค่า EC ในน้ำหรือของเหลว โดยทั่วไปเราจะพบว่าน้ำในสภาพธรรมชาติ เช่น น้ำฝน, น้ำในทะเลสาบ, แม่น้ำ ฯลฯ จะมีค่า EC ต่ำ (น้ำบริสุทธิ์ไม่นำไฟฟ้าไม่มีค่า EC=0) เมื่อน้ำอยู่ภายใต้มลภาวะมีการปนเปื้อน หรือมีสิ่งเจือปน จึงจะเห็นการเปลี่ยนแปลงของค่าความนำไฟฟ้า (EC) ของน้ำนั้น เนื่องจากสารที่ละลายจะเพิ่มระดับของค่า EC ด้วยเหตุนี้ ค่าความนำไฟฟ้าของน้ำจึงเป็นเครื่องบ่งชี้มลพิษในน้ำได้เป็นอย่างดี อย่างไรก็ตามเป็นที่น่าสังเกตว่าสิ่งเจือปนเช่น เกลือในน้ำทะเลทำให้เกิดการอ่านค่า EC ที่สูงมาก เนื่องจากน้ำมีเกลือละลายอยู่เป็นจำนวนมาก เมื่อเกลือละลายมันจะแยกตัวออกเป็นไอออน (อะตอมที่มีประจุไฟฟ้า)

ถึงแม้ว่าหน่วย SI คือซีเมนส์ต่อเมตร (S/m) แต่ในทางปฎิบัติค่า Conductivity ในน้ำไม่สูงมากนัก จึงนิยมใช้เป็นไมโครซีเมนส์/เซ็นติเมตร (µS/cm) และค่า Conductivity จะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิของน้ำสูงขึ้น ดังนั้นค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ (EC) มักจะถูกบันทึกที่ 25°C โดยมีอุณหภูมิและค่า EC พร้อมกัน หน่วยวัดอื่นสำหรับค่า EC คือ mS/cm หรือมิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (1 mS/cm = 1000 µS/cm)

ประเภทของเครื่อง Electrical Conductivity Meter

เครื่องวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ (Electrical Conductivity Meter) มีหลายชนิด สามารถแบ่งตามวัตถุประสงค์และการใช้งานต่าง ๆ ดังนี้

1. มิเตอร์วัดค่าความนำไฟฟ้าแบบมือถือ (Portable Electrical Conductivity Meters) เป็นเครื่องมือที่มีขนาดเล็กพกพาสะดวก มักใช้ในการวัดค่า EC ของน้ำในด้านงานเกษตร หรืองานวัดทั่ว ๆ ไป ใช้งานง่ายและมีราคาที่ย่อมเยา
2. เครื่องวัดและควบคุมค่าความนำไฟฟ้าแบบติดตั้ง (Panel Electrical Conductivity Controller) เป็นเครื่องมือที่ติดตั้งเพื่อใช้วัดและควบคุมค่าความนำไฟฟ้าในระบบน้ำของโรงเรือนเกษตร, ระบบน้ำในกระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม, การควบคุมน้ำเสีย
3. มิเตอร์วัดค่าความนำไฟฟ้าแบบตั้งโต๊ะ (Bench-top Electrical Conductivity Meters) เป็นเครื่องมือที่มีขนาดใหญ่กว่าแบบพกพา เหมาะสำหรับใช้ในการวิเคราะห์คุณภาพน้ำในห้องปฏิบัติการ (Laboratory), งานวิจัย, งานด้านวิทยาศาสตร์ ซึ่งเครื่องวัดประเภทนี้จะมีความเที่ยงตรงและความละเอียดในการวัดที่สูงมาก
4. มิเตอร์วัดค่าความนำไฟฟ้าแบบปากกา (Pen type Electrical Conductivity Meters) เครื่องมือวัดประเภทนี้มีขนาดเล็ก พกพาสะดวก ใช้งานง่าย ราคาถูก แต่ค่าความเที่ยงตรงหรือความละเอียดในการวัดอาจไม่สูงมากนัก

การใช้งานเครื่องวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ 

1. ก่อนการใช้งานเครื่องมือวัดค่า EC (Electrical Conductivity) ให้เตรียมเครื่องมือโดยการต่อโพรบเซนเซอร์เข้ากับตัวเครื่อง
2. หลังจากเปิดเครื่องให้เตรียมน้ำหรือสารละลายที่ต้องการวัดค่า EC (Electrical Conductivity) ให้เรียบร้อย
3. วัดค่าความนำไฟฟ้า (Electrical Conductivity) โดยนำโพรบเซนเซอร์จุ่มลงในน้ำหรือสารละลายที่ต้องการวัด และรอให้ค่าที่แสดงผลบนหน้าจอมีความเสถียรจึงอ่านค่าได้
4. บันทึกค่า EC ที่วัดได้ในแต่ละจุดของสารละลายเพื่อใช้ในการวิเคราะห์และการตัดสินใจในการปรับปรุงคุณภาพน้ำ
5. หลังจากใช้งานเสร็จแล้วควรล้างหัววัดหรือโพรบด้วยน้ำกลั่นแล้วเช็ดให้แห้ง ซึ่งการเก็บรักษาหัวโพรบแนะนำให้เก็บแบบแห้ง แต่ในกรณีที่โพรบเป็นแบบรวมที่สามารถวัดได้ทั้งค่า pH และ EC ก็สามารถเก็บในน้ำยาสำหรับเก็บรักษาหัวโพรบได้

การสอบเทียบ (Calibration)

ก่อนการใช้งานเครื่องมือวัดค่าความนำไฟฟ้า (Electrical Conductivity meter) ควรทำการสอบเทียบมาตรฐาน (Calibration) โดยสามารถทำได้ด้วยการสอบเทียบกับสารละลายมาตรฐานที่ค่าต่าง ๆ ตามความต้องการของผู้ใช้งาน สำหรับการสอบเทียบที่นิยมใช้คือการสอบเทียบแบบ 1 จุด ดังนี้ 

สอบเทียบที่จุด 84 µS/cm, 1413 µS/cm, 5000 µS/cm, 12880 µS/cm, 80000 µS/cm และ 111800 µS/cm ที่มีค่าครอบคลุมในช่วงการวัดของผู้ใช้งาน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสเปกและย่านการวัดของตัวเครื่อง ซึ่งบางเครื่องอาจสอบเทียบได้มากกว่า 1 จุด การสอบเทียบมาตรฐานจะทำให้การวัดค่า EC ให้ผลที่ถูกต้องและแม่นยำมากยิ่งขึ้น 

ประโยชน์ของการใช้งานเครื่อง Electrical Conductivity Meter

1. ช่วยในการปรับปรุงคุณภาพน้ำในเกษตรกรรมโดยการปรับปรุงสมดุลของอาหารที่พืชต้องการ
2. ช่วยในการเพิ่มผลผลิตของพืช ช่วยให้สภาวะแวดล้อมเหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโต จากการควบคุมค่า EC ของน้ำ
3. ช่วยโดยการวัดและควบคุมคุณภาพน้ำ ส่งผลให้สภาพแวดล้อมต่าง ๆ ดีขึ้น
4. นับเป็นเครื่องมือที่สำคัญในการปรับปรุงการผลิตในเกษตรกรรมสมัยใหม่ โดยให้ความสำคัญกับการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพและยั่งยืน

เครื่องวัดค่าความนำไฟฟ้าของน้ำ (Electrical Conductivity Meter หรือ EC Meter) เป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพน้ำ การใช้งานเครื่องมือนี้ช่วยให้บุคลากรที่มีหน้าที่เกี่ยวกับการปรับปรุงคุณภาพน้ำมีข้อมูลที่สำคัญในการตัดสินใจ สำหรับการปรับปรุงสภาพน้ำและการจัดการสิ่งแวดล้อมให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น