Επτά συμβουλές για την επιλογή ηλεκτροδίων pH
Αφήστε ένα μήνυμα
Επτά συμβουλές για την επιλογή ηλεκτροδίων pH
Το pH είναι μια παράμετρος που μετράται σε εργαστήρια λυμάτων και γλυκών υδάτων παγκοσμίως. Ένας από τους καλύτερους τρόπους μέτρησης αυτής της παραμέτρου είναι ο συνδυασμός ενός πάγκου ή ενός μετρητή pH χειρός με έναν αισθητήρα pH ή ένα ηλεκτρόδιο. Σε ορισμένες εφαρμογές, απαιτούνται εξειδικευμένοι ανιχνευτές για τη λήψη ακριβών δεδομένων pH. Αυτό το άρθρο εισάγει ορισμένα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά των ανιχνευτών pH που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τη βελτιστοποίηση των μετρήσεων pH!
1. Τύπος σύνδεσης
Πρώτα, ελέγξτε τον σύνδεσμο για να διασφαλίσετε τη συμβατότητα μεταξύ του αισθητήρα pH και του οργάνου. Για παράδειγμα, το ZWIN-CONT1006 είναι συμβατό με οποιονδήποτε ανιχνευτή IDS (Intelligent Digital Sensor) μέσω της ιδιόκτητης υποδοχής του, αλλά με έναν προσαρμογέα, μπορεί επίσης να συνδεθεί σε κοινές αναλογικές υποδοχές BNC.
Οι υποδοχές IDS είναι εύκολο να εγκατασταθούν και διατίθενται στάνταρ με όργανα ZWIN-CONT1006. Είναι χρωματικά κωδικοποιημένα σύμφωνα με παραμέτρους για εύκολη χρήση. Το pH είναι κωδικοποιημένο με κίτρινο χρώμα, επιτρέποντας μια σαφή κατανόηση της παραμέτρου που μετράται με μια ματιά τόσο από το βύσμα όσο και από την οθόνη. Οι αισθητήρες IDS επιτρέπουν τη συμπερίληψη της θερμοκρασίας σε ένα μόνο καλώδιο, πράγμα που σημαίνει ότι ο ίδιος αισθητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση τόσο της θερμοκρασίας όσο και των τιμών του pH.
Με τη χρήση προσαρμογέα, το ZWIN-CONT1006 μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με οποιαδήποτε αναλογική υποδοχή BNC. Οι ανιχνευτές με συνδέσεις BNC είναι ανιχνευτές αναλογικού σήματος, που σημαίνει ότι υπάρχει ένα άμεσο σήμα millivolt (mV) μεταξύ του καθετήρα pH και του οργάνου. Οι ανιχνευτές BNC μπορούν να χρησιμοποιηθούν με οποιονδήποτε μετρητή που διαθέτει βύσμα BNC. Δεδομένου ότι το σήμα είναι ένα αναλογικό σήμα, πολλοί ανιχνευτές pH που βασίζονται σε BNC δεν περιλαμβάνουν θερμίστορ. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξεχωριστός αισθητήρας θερμοκρασίας για ακριβείς μετρήσεις pH. Εάν χρησιμοποιείται άλλος αισθητήρας θερμοκρασίας στο ZWIN-CONT1006, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια ρύθμιση για να "δανειστεί" τη θερμοκρασία από αυτόν τον αισθητήρα, αντικαθιστώντας ουσιαστικά την ανάγκη για έναν ειδικό αισθητήρα θερμοκρασίας.
Επιπλέον, οι αισθητήρες IDS μπορούν να εξοπλιστούν με μια κεφαλή plug-in και μια συνδεόμενη γενική μονάδα ραδιοφώνου, προσθέτοντας ασύρματες δυνατότητες σε έναν μόνο καθετήρα. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει πλέον ανάγκη μεταφοράς δειγμάτων σε επιτραπέζιο μετρητή. Αντίθετα, οι μετρήσεις μπορούν να πραγματοποιηθούν επιτόπου με τον αισθητήρα, εφόσον το όργανο μέτρησης βρίσκεται εντός της εμβέλειας του ραδιοφώνου.
2. Διάλυμα πλήρωσης
Πρέπει επίσης να εξετάσουμε το διάλυμα πλήρωσης. Αυτό το εσωτερικό διάλυμα αναφοράς είναι μέρος του ανιχνευτή pH και χρησιμοποιείται για τη διατήρηση ενός σταθερού δυναμικού μέσα στον ανιχνευτή.
Πολλοί ανιχνευτές είναι εξοπλισμένοι με μια λύση αναφοράς γέλης, η οποία είναι απλή και αξιόπιστη για τις περισσότερες εργαστηριακές εργασίες. Το διάλυμα αναφοράς γέλης δεν μπορεί να ξαναγεμιστεί, αλλά παραμένει σταθερό για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν απαιτεί σχεδόν καμία συντήρηση. Επίσης, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για την αλλαγή του διαλύματος πλήρωσης.
Εάν θέλετε να έχετε περισσότερο έλεγχο στη λύση αναφοράς, μπορείτε να επιλέξετε έναν ανιχνευτή με δυνατότητα επαναπλήρωσης. Μπορείτε να συμπληρώσετε έναν επαναγεμιζόμενο καθετήρα με πρόσθετο διάλυμα αναφοράς όπως απαιτείται. Μόνο όταν το επίπεδο του διαλύματος πλήρωσης είναι υψηλότερο από το επίπεδο της ουσίας που μετράται μπορεί να λειτουργήσει σωστά ένας επαναγεμιζόμενος ανιχνευτής pH, επομένως βεβαιωθείτε ότι ο καθετήρας έχει γεμίσει στο συνιστώμενο επίπεδο διαλύματος πλήρωσης.
3. Σχήμα γυάλινης μεμβράνης
Σε ορισμένες περιπτώσεις, το σχήμα ενός ηλεκτροδίου pH είναι σημαντικό. Μερικά κοινά σχήματα περιλαμβάνουν σφαίρες, κώνους και κυλίνδρους, οι οποίοι είναι παρόμοιοι στο ότι έχουν όλα μια στρογγυλεμένη γυάλινη μεμβράνη στο άκρο. Η στρογγυλεμένη επιφάνεια έχει μεγαλύτερη επιφάνεια και παρέχει μεγαλύτερη ευαισθησία μέτρησης. Άλλα σχήματα μεμβράνης φαίνονται στον παρακάτω πίνακα:
|
Σχήμα |
Χαρακτηριστικά/Εφαρμογή |
|
Λαμπτήρας (Σφαιρικό) |
Μεγάλη επιφάνεια, σταθερή ποιότητα, χαμηλή αντίσταση, κατάλληλη για τις περισσότερες εφαρμογές |
|
Κωνικός |
Ανθεκτικό, λείο, εύκολο στον καθαρισμό, καθολική εφαρμογή |
|
Κυλινδρικός |
Ανθεκτικό στους κραδασμούς, κατάλληλο για γενικές εφαρμογές, ειδικά δεξαμενές ζύμωσης |
|
Ξύστρα |
Υψηλή αντοχή, κατάλληλο για διείσδυση ημι-στερεών μέσων |
|
Επίπεδα |
Υψηλή αντοχή, ανθεκτικό στους κραδασμούς, εύκολο στον καθαρισμό, κατάλληλο για επιφανειακές μετρήσεις |
4. Τύπος διασταύρωσης
Στη συνέχεια, ας συζητήσουμε εν συντομία τους τύπους διασταυρώσεων για τους ανιχνευτές pH. Η διασταύρωση είναι όπου η λύση πλήρωσης ρέει έξω, διατηρώντας ένα σταθερό δυναμικό μέσα στον ανιχνευτή. Ανεξάρτητα από τον τύπο της διασταύρωσης που χρησιμοποιείται σε έναν ανιχνευτή ρΗ, βεβαιωθείτε ότι είναι πλήρως βυθισμένο στο δείγμα για να εξασφαλιστεί συνεπή αποτελέσματα.
Τύπος διασταύρωσης |
Ρυθμός ροής |
Χαρακτηριστικά/Εφαρμογή |
|
|
Κεραμικός |
0.2 ML/ημέρα |
Ανθεκτικοί και στιβαροί, με σύντομο χρόνο απόκρισης, οι πόροι είναι επιρρεπείς στο φράξιμο, ιδανικά για γενικές εφαρμογές, ειδικά για διαλύματα που περιέχουν οξειδωτικές ουσίες. |
|
Πλατίνα |
1 ml/ημέρα |
Η διασταύρωση είναι λιγότερο επιρρεπής σε απόφραξη, έχει γρήγορο χρόνο απόκρισης και παρουσιάζει χαμηλότερα δυναμικά διάχυσης σε σύγκριση με τα κεραμικά. Μπορεί να καθαριστεί μόνο χημικά και είναι ευαίσθητο στη μηχανική καταπόνηση, καθιστώντας το κατάλληλο για ποικίλες εφαρμογές. |
|
Επίγειος Αρμός |
3 ml/ημέρα |
Η εκροή ηλεκτρολύτη είναι εξαιρετικά υψηλή, καθαρίζεται εύκολα, είναι πιο κατάλληλη για διαλύματα που περιέχουν μεγάλη ποσότητα αιωρούμενων σωματιδίων και επίσης εφαρμόζεται σε διαλύματα υψηλής περιεκτικότητας σε ιόντα και διαλύματα χαμηλών ιόντων |
|
Δακτυλιοειδές κενό |
Κανένας |
Συμμετρικό δακτυλιοειδές διάκενο, εύκολο στη λειτουργία, δεν μολύνεται εύκολα, το δείγμα μπορεί να φτάσει στο σύστημα αναφοράς, δεν χρειάζεται να καθαρίσετε το σύστημα αναφοράς, κατάλληλο για επιφανειακές μετρήσεις όταν είναι με επίπεδη γυάλινη μεμβράνη |
|
Ινα |
Κανένας |
Εύκολο στη λειτουργία, το δείγμα φτάνει στο σύστημα αναφοράς χωρίς καθαρισμό, κατάλληλο για γενικές εργαστηριακές εφαρμογές και επιτόπια μέτρηση |
Η σύνδεση σύρματος πλατίνας είναι ένας κοινός τύπος διασταύρωσης. Είναι μια δέσμη λεπτών συρμάτων πλατίνας που επιτρέπουν μια μικρή εκροή και χρησιμεύουν ως καλή διασταύρωση γενικής χρήσης.
Ένας άλλος τύπος διασταύρωσης είναι ο εδάφους, ο οποίος περιβάλλει ολόκληρη την περιφέρεια του καθετήρα. Αυτός ο τύπος διασταύρωσης επιτρέπει μια μεγάλη εκροή και έχει σχεδιαστεί για ταχεία απόρριψη λύσεων πλήρωσης σε εφαρμογές με ιδιαίτερα παχιά ή σωματιδιακή ύλη. Εκτελεί επίσης καλά σε εφαρμογές με χαμηλή ιοντική δύναμη.
Η διασταύρωση ινών, γνωστή και ως διασταύρωση Pellon, είναι παρόμοια με το φυτίλι σε μια λάμπα λαδιού. Αυτός ο σχεδιασμός είναι παρόμοιος με άλλα περιβαλλοντικά προϊόντα που έχουν σχεδιαστεί για επιτόπια εργασία.
Ορισμένοι ανιχνευτές pH χρησιμοποιούν σύστημα αναφοράς διπλής σύνδεσης. Αυτό το σύστημα είναι στιβαρό και ανθεκτικό σε εφέ αντίστροφης ροής, με γρήγορο χρόνο απόκρισης. Η δευτερεύουσα διασταύρωση σημαίνει ότι ο ανιχνευτής μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί ακόμα και αν συμβεί ένα συμβάν αντίστροφης ροής.
5. Θερμοκρασία
Η θερμοκρασία είναι βασικός παράγοντας στη μέτρηση του pH. Η εξίσωση Nernst δείχνει ότι η θερμοκρασία είναι μία από τις μεταβλητές που απαιτούνται για τον προσδιορισμό της δραστηριότητας των ιόντων υδρογόνου σε ένα διάλυμα. Χωρίς ακριβείς μετρήσεις θερμοκρασίας, δεν μπορούν να ληφθούν ακριβείς τιμές pH!
Πολλοί σύγχρονοι ανιχνευτές ενσωματώνουν μέτρηση θερμοκρασίας. Επειδή ο αισθητήρας δεν έχει ενσωματωμένη λειτουργία θερμοκρασίας, βεβαιωθείτε ότι υπάρχει ξεχωριστός αισθητήρας θερμοκρασίας. Εάν η θερμοκρασία του δείγματος είναι σταθερή, η χειροκίνητη εισαγωγή θερμοκρασίας στο όργανο μπορεί επίσης να είναι μια επιλογή. Ωστόσο, καθώς η τιμή του pH εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία του συστήματος, είναι συνήθως η καλύτερη επιλογή να μετρήσετε την τρέχουσα θερμοκρασία χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα.
6. Κύκλος αντικατάστασης
Έχετε έναν παλαιότερο ανιχνευτή PH του οποίου η ταχύτητα ή η ακρίβεια έχει επιδεινωθεί; Δεδομένου ότι το λειτουργικό άκρο του εξοπλισμού είναι αναλώσιμο, οι ανιχνευτές pH πρέπει να αντικατασταθούν τακτικά. Μετά από εκτεταμένη χρήση, η επιφάνεια του καθετήρα μπορεί να αναπτύξει μικρές ρωγμές, προκαλώντας το σύστημα να "βραχυκυκλώματα" και να οδηγήσει σε ανακριβείς αναγνώσεις. Το διάλυμα πλήρωσης σε οποιοδήποτε ηλεκτρόδιο, είτε γεμάτο με πηκτή είτε γεμάτη με υγρό, έχει περιορισμένη διάρκεια ζωής. Μόλις αποτύχει ο ανιχνευτής ρΗ, πρέπει να αντικατασταθεί για να αποκατασταθεί οι ακριβείς μετρήσεις του PH. Οι περισσότεροι εργαστηριακοί ανιχνευτές pH έχουν διάρκεια ζωής περίπου ενός έτους, ανάλογα με τις συνθήκες αποθήκευσης, τη συντήρηση και την αυστηρότητα των εφαρμογών.