معمولا از سنسور های pH میدان یونی (ISFET) در مواردی که شکسته شدن سنسور غیر قابل قبول است و یا سیال حاوی مقدار زیادی از حلال های آلی است استفاده می شود و نیز از سنسور های pH لعاب داده شده زمانی که پایداری درازمدت و کمترین نگهداری مورد نیاز باشد.
.jpg "pH sensors and transmitters | سنسور و ترانسمیتر pH")
PH از لغت فرانسوی Hydrogene گرفته شده است و اصطلاح ph نیز مخفف دو کلمه Hydrogene و power بوده که بیانگر قدرت یونی هیدروژن در آب است. به عبارت دیگر، نسبت مولکول های یونیزه شده به غیر یونیزه شده در محیط های آبی را PH می نامند.
در واقع به درصد اسیدیته و قلیایی بودن آب PH می گوییم .درجه اسیدیته یا قلیایی بودن آب بین عدد صفر و ۱۴ متغیر بوده و عدد ۷ که حد وسط آن است به معنی نقطه مرزی یا خنثی می باشد که بدین معنی خواهد بود که آب نه اسیدی است نه قلیایی و حالتی خنثی دارد. اگر هر چه از طرف عدد خنثی یعنی ۷ به طرف صفر حرکت کنیم آب به سمت اسیدی کشیده شده و به معنی کاهش PH است و هر چه از عدد خنثی یعنی ۷ به سمت ۱۴ حرکت کنیم آب به سمت قلیایی و افزایش PH حرکت می کند.
با اینکه ممکن است یون های مختلفی در محلول شکل بگیرند، ولی آن هایی که تعیین می کنند محلول اسیدی یا قلیائی است، به ترتیب یون هیدروژن (H+) و یون هیدروکسیل (OH-) هستند. زمانی که تعداد یون های هیدروژن از تعداد یون های هیدروکسیل در محلول بیشتر باشد، محلول اسیدی است. وقتی‌که تعداد این دو یون برابر باشد، محلول خنثی است. زمانی که تعداد یون های هیدروژن از تعداد یون های هیدروکسیل در محلول کمتر باشد، محلول قلیایی (بازی) است.
اندازه‌گیری pH با الکترودهای شیشه‌ای و الکترودهای لعاب‌کاری شده
اندازه‌گیری pH با الکترودهای ISFET
یون‌های هیدروژن موجود در محلول میتواند در یک طرف این نیمه هادی جمع شوند در نتیجه در طرف دیگر نیمه هادی شارژ منفی متناسب با میزان بار مثبت جمع می‌شود که باعث رسانا شدن کانال نیمه های می گردد. .هرچه تعداد یون‌های +H جمع شده در پایه بیس بیشتر باشد ، جریان بیشتری میتواند بین پایه سورس و درین جریان داشته باشد.
برخلاف الکترود شیشه ای ، جریان یونی بین سیال و سنسور در اینجا وجود ندارد. بخش شیمایی و اندازه گیری الکتریکی کاملاً جدا از هم نگه داشته می شوند. در نتیجه ، سنسور تغییر نمی کند و نیاز به کالیبراسیون مجدد به هیچ وجه به اندازه الکترودهای شیشه ای نیست. از آنجا که هیچ سیستم مرجعی وجود ندارد ، ISFET ها همچنین برای اندازه گیری pH در محیط هایی با نسبت کمی از آب مناسب هستند.
کاربردهای سنسور pH
با توجه به اینکه مقدار pH میتواند بر سرعت واکنش‌های شیمیایی و چگونگی آنها تاثیر بگذارد، اندازه گیری آنلاین و لحظه‌ای آن در صنایع مختلف اهمیت دارد از جمله:
- تصفیه آب
- تصفیه فاضلاب
- داروسازی
- صنایع غذایی
- جلوگیری از خوردگی
سازندگان سنسور pH
- پرومیننت آلمان prominent
- یوکوگاوا Yokogawa
- متلر تولدو Mettler Toledo
- بلو لب Bluelab
- اندرس هازر آلمان E+H
- سنسورکس امریکا Sensorex
- آکواسول Aquasol
- نپتون Nepton
کالیبراسیون سنسور pH
- هنگاه راه اندازی سنسور pH لازم است آن را کالیبره کنیم
- برای این کار از محلول بافر با pH مشخص استفاده میکنیم
- لازم است بافری نزدیک به pH آب مورد آزمایش انتخاب کنیم
- ابتدا سیستم را روشن میکنیم
- الکترود را با آب مقطر می شوییم
- با یک دستمال بدون پرز به نرمی خشک میکنیم
- یا با تکان دادن آرام سعی در خشک شدنش میکنیم
- پراب را در بافر فرو میبریم
- حدود یک دقیقه صبر میکنیم تا عدد تقریبا ثابت شود
- حالا عدد pH را روی pH بافر تنظیم میکنیم
- این کار بهتر است با دو بافر انجام شود تا دقت بالا برود
نکاتی که در هنگام انتخاب سنسور ph باید در نظر بگیرید.
دقت سنسور: سنسور می تواند با چه دقتی PH موجود را اندازه گیری کند و چه اطلاعات دیگری را در اختیار شما قرار می دهد.
نوع کار دستگاه، کاربرد و نحوه نصب: پرتابل و ثابت بودن دستگاه و نحوه کار آن بسیار مهم است.
طول کابل سنسور: این مورد بسیار مهم است زیرا در مواردی که طول کابل سنسور زیاد باشد برای حفظ کیفیت سنسور نیاز به پری آمپلی فایر یا تقویت کننده خواهید داشت.
داشتن کنترلر و نمایشگر اسید در مدل های قابل نصب
رزولوشن دستگاه اندازه گیری
قابلیت کالیبره کردن
نحوه اتصال به کامپیوتر
نوع ممبران داخلی
ویژگی‌های سنسور و ترانسمیتر pH
• کمپانی Endress & Hauser بافرهای pH، محلول و استانداردهای pH را برای کالیبراسیون pH برای رسیدن به حداکثر دقت ارائه می‌دهد. آنها در آزمایشگاه کالیبراسیون دائمی که با موفقیت گواهینامه DAkkS را کسب کرده، تولید می‌شوند.
• انواع مختلف الکترودها شامل انواع ممبران ها و سیستم‌های مرجع را پوشش می‌دهد از PTFE دفع‌کننده آلودگی تا دیافراگم‌های سرامیکی بسیار حساس با روزنه‌باز مقاوم در برابر انسداد.
• کمپانی Endress & Hauser تجهیزات نصب pH برای همه کاربردها ارائه می‌دهد ازجمله: تجهیزات نصب ثابت، غوطه‌وری، مناسب برای لوله و تجهیزات نصب پیشرفته
• سیستم های خودکار برای کالیبراسیون، تنظیم و تمیز کردن عملکرد بهینه از سنسورهای pH و فرستنده‌ها را در فرایندهای شیمیایی، تولید داروها و یا کاربردهای بهداشتی اطمینان می‌دهند.
نمونه مشخصات فنی
| مشخصات فنی سنسور PH | |||||
| Glass electrode | Measuring Principle | ||||
| Standard applications in process and the environment. Long-term monitoring, processes with little change | Application | ||||
| Very robust, heavy-duty version / high pressure, integrated potential matching, flat membrane available | Characteristic | ||||
| PH 0-14 | Measurement range | ||||
| Gel compact electrode with PTFE ring-diaPHragm | Measuring principle | ||||
| all shaft lengths with temperature sensor advanced gel technology With dirt-repellent PTFE diaPHragm |
Design | ||||
| Glass / PTFE | Material | ||||
| Diameter: 12 mm (0.46 inch) shaft length: 120, 225, 360 and 425 mm (4.68, 8.77, 14.04 and 16,57 inch) |
Dimension | ||||
| (max. 135°C 274°F) | Process temperature | ||||
| (max. 16 bar 230 psi) | Process pressure | ||||
| optional with integrated Pt100 or Pt1000 | Temperature sensor | ||||
| Simple operational equipment, no certification necessary | Ex certification | ||||
| TOP68 connection head | Connection | ||||
| IP 68 | Ingres protection | ||||
| (Biocompatibility validated acc. to ISO 10993-5 USP (current version TÜV certificate for pressure resistance 16 bar, min. triple overpressure safety |
Additional Certifications | ||||
