Датчики для pH-метров

 
Виды датчиков для ph-метров
pH-преобразователь используется для определения т.н. водородного показателя. Он определяет активность ионов водорода в различных растворах. pH –  один из наиболее важных параметров воды, отражающий её кислотно-щелочное равновесие. Он отражает протекающие в воде биохимические реакции. Часто к такому устройству добавляется функция мониторинга показателя ОВП, то есть окислительно-восстановительный потенциал.

Датчик проводимости необходим для определения способности жидкости проводить электричество. Данный параметр определяется содержащимся в жидкости количеством ионов. Это простой, но весьма эффективный способ определить качество воды. В зависимости от количества примесей электропроводимость раствора будет меняться. На основе такого показателя можно довольно точно определить его чистоту.

Датчик растворённого кислорода определяет свободный, не связанный с другими веществами кислород, содержащийся в воде. Должная концентрация кислорода в воде крайне важна для различных процессов в области биотехнологий, разработки лекарств, в производстве продуктов питания и напитков, химическом производстве, водоподготовке и очистке сточных вод. Стоит также упомянуть о важности насыщения кислородом воды, используемой в рыбоводческих хозяйствах.

Датчики мутности или турбидиметры необходимы для измерения мутности, важного параметра для целого ряда задач, включающих экологический мониторинг, контроль состояния фильтров и разведение рыбы.

Могут встречаться и более специфические анализаторы параметров воды, такие, например, как датчики содержания хлора и других опасных веществ.

 
Принцип действия датчиков для pH-метров
основан на измерении разницы потенциалов, то есть электродвижущей силы (ЭДС), возникающей между электродами при погружении их в жидкую или полутвёрдую среду.

Гальваническую основу кислотомера составляют два электрода: измерительный и вспомогательный (электрод сравнения).

Измерительный электрод непосредственно реагирует на ионы водорода в исследуемой субстанции. Роль датчика играет чувствительная мембрана на конце стеклянной трубки, заполненной нейтральным раствором хлорида калия. Внутри трубки находится электродная проволока из серебра или хлорида серебра.

Электрод сравнения помещается во внешней стеклянной полости, заполненной нейтральным раствором и непроницаемой для положительно заряженных ионов (Н+). Большинство современных приборов представляют собой комбинированную конструкцию, совмещая измерительный и вспомогательный элементы в одном.

При погружении в исследуемый материал между электродами замыкается электрическая цепь. Под действием электродвижущей силы электроны стремятся от измерительного электрода к вспомогательному. Поскольку внутри стеклянной трубки концентрация Н+ постоянная, то ЭДС показывает активность ионов водорода только в анализируемой среде.

Датчик измерителя кислотности подключён к измерительному блоку — микропроцессорному устройству, которое анализирует и отображает полученные данные на дисплее прибора.

 
Где необходимо измерять pH
Датчики для pH-метров находят применение в различных отраслях и сферах деятельности. Рассмотрим некоторые из них подробнее.

1. Сельское хозяйство

В сельском хозяйстве контроль уровня pH почвы и воды является важным фактором для обеспечения оптимальных условий для роста растений. pH-метры помогают фермерам корректировать кислотность почвы и водных ресурсов, чтобы улучшить усвоение питательных веществ и повысить урожайность.

2. Пищевая промышленность

В пищевой промышленности контроль pH является критически важным для обеспечения безопасности и качества продукции. Датчики используются для мониторинга кислотности в процессе производства различных продуктов, таких как молочные изделия, мясные продукты, напитки и консервы.

3. Медицина и биология

В медицине и биологии pH-метры применяются для измерения кислотно-щелочного баланса биологических жидкостей, таких как кровь и моча. Это важно для диагностики и мониторинга различных заболеваний. В биотехнологических исследованиях контроль pH необходим для оптимизации условий выращивания клеток и микроорганизмов.

4. Научные исследования

В научных исследованиях датчики для pH-метров используются для изучения химических реакций и свойств различных веществ. Контроль pH важен для получения точных и воспроизводимых результатов в химии, биохимии и экологических науках.

5. Промышленность

В промышленных процессах контроль pH необходим для обеспечения качества продукции и безопасности оборудования. pH-метры используются в таких отраслях, как химическая, фармацевтическая, нефтегазовая и бумажная промышленности.

 
Особенности датчиков для ph-метров
Датчики для pH-метров конструктивно могут отличаться. Выделить можно варианты с постоянным стационарным размещением и портативные датчики.

Портативные датчики часто могут использоваться для определения параметров в растениеводстве, сельском хозяйстве, в общем везде, где применение соответствующей аппаратуры требует мобильности. Подобные устройства часто могут иметь вид пульта, умещающегося в руке и оснащаются встроенной памятью.

Стационарные датчики как правило устанавливаются на крупных предприятиях со значительным объёмом производства. Такие устройства устанавливаются в различных ёмкостях и цистернах.

 
Очистка датчика pH
Датчики, измеряющие pH, необходимо очищать, чтобы избежать проблем с производительностью и точностью, вызванных вышеупомянутыми причинами. Помимо сбоев и проблем с точностью, у неочищенного датчика может резко сократиться время отклика, что делает измерения более трудоемкими.

Очистка в лабораториях обычно производится мягкими, но все же эффективными растворами, чтобы не вызвать проблем, сходных с теми, которых хотят избежать. Щелочные отложения, покрывающие датчик pH, могут быть удалены слабокислыми растворами, такими как 5% HCL или уксус. Кислотные отложения обычно можно удалить 1%-ным едким натром или другими слабощелочными растворами. Для удаления органических отложений, таких как масло и жир, рекомендуется использовать растворители или моющие растворы. Дистиллированная или деионизированная вода помогает при применении сразу после измерения, чтобы стереть большинство загрязнений, которые начали накапливаться.

 
Калибровка датчиков pH
Электроды в датчиках pH обычно калибруются по двум точкам с использованием соответствующих буферных стандартов. Существуют также методы калибровки по одной точке, но некоторые режимы отказов могут избежать этих проверок. При двухточечной калибровке используются два буферных раствора в соответствии с диапазоном измерения датчика. Буферный раствор pH 7 используется вместе с раствором другого pH, представляющего интерес. Зонд погружается в раствор pH 7, а затем в другой раствор с тщательным ополаскиванием между ними. Современные датчики имеют функции автоматической калибровки, которые требуют использования каждого буферного раствора только один раз.

Когда pH-датчик стареет, его наклон и смещение изменяются, что диктует частоту калибровки и необходимость использования совершенно нового датчика. Если смещение превышает 30 мВ или требуется более 2 минут для стабилизации датчика в буферном растворе, можно считать, что срок его службы истек.

Датчики, измеряющие pH, должны быть включены в течение не менее 30 минут, в зависимости от датчика, для обеспечения теплового равновесия всех компонентов, а используемый калибровочный раствор должен быть погружен в него не менее чем на минуту для обеспечения равновесия.

 
Мультипараметровый датчик для pH-метра
это устройство, которое позволяет одновременно измерять несколько химических параметров раствора, включая pH, проводимость, температуру и иногда другие параметры, такие как уровень кислорода или содержание ионов. Такие датчики широко используются в различных областях, включая химическую и биологическую промышленность, водоснабжение, экологический мониторинг и лабораторные исследования.

Основные характеристики мультипараметрового датчика

Измерение нескольких параметров. Как правило, мультипараметровые датчики могут измерять не только уровень pH, но и другие важные характеристики раствора, что позволяет получить полное представление о его состоянии.
Компактность. Эти датчики обычно имеют компактный дизайн, что позволяет легко интегрировать их в различные системы и установки.
Автоматическая компенсация температуры. Многие мультипараметровые датчики оснащены встроенными термометрами для автоматической компенсации температурных изменений, что повышает точность измерений.
Долговечность. Современные технологии позволяют создавать датчики с повышенной устойчивостью к коррозии и механическим повреждениям, что увеличивает их срок службы.
Простота калибровки. Мультипараметровые датчики часто имеют упрощенные процедуры калибровки, что облегчает их использование в полевых условиях и лабораториях.

 

Мультипараметровые датчики обычно состоят из нескольких сенсоров, каждый из которых отвечает за измерение определенного параметра: pH-электрод, проводимость, температурный сенсор. Все данные с сенсоров обрабатываются встроенным микроконтроллером или аналогичным устройством, которое может выводить результаты на экран или передавать их на компьютер для дальнейшего анализа. Мультипараметровые датчики для pH-метров представляют собой мощный инструмент для комплексного анализа растворов. Их способность одновременно измерять несколько параметров делает их незаменимыми в различных отраслях, обеспечивая высокую точность и эффективность мониторинга химических процессов.

 

 

Подобрать нужные датчики для ph-метров для решения конкретных задач Вам помогут специалисты компании КОЛБА. Свяжитесь с нами по телефону или оставьте заявку. Специалист ответит Вам в течении 20 минут.