ترانسمیترهای pH

فرستنده‌های pH که معمولاً آنالایزر نامیده می‌شوند، خروجی‌های الکتریکی متناسب با پتانسیل ورودی‌های هیدروژن (pH) ارائه می‌کنند. مقیاس pH برای بیان اسیدیته یا قلیایی بودن محلول با اندازه گیری غلظت یون هیدروژن در محلول استفاده می شود. فرستنده های pH بخشی از یک سیستم بزرگتر هستند که pH یک محلول را کنترل و تجزیه و تحلیل می کنند. فرستنده ها بر اساس این اصل عمل می کنند که یک محلول اسیدی دارای غلظت بیشتری از یون هیدروژ n نسبت به یک محلول قلیایی است. این دستگاه شامل یک سنسور pH است که از الکترودها یا سیم ها برای آزمایش pH محلول استفاده می کند و یک کنترل کننده که سیگنال خام از سنسور pH را پردازش کرده و به فرستنده می رساند. به این ترتیب یک فرستنده pH قادر است PH محلول را به سیگنال الکتریکی تبدیل کند. یک فرستنده pH با یک pH متر متفاوت است زیرا دارای یک رابط ارتباطی است که می تواند داده ها را به یک سیستم کنترل یا کامپیوتر منتقل کند.

نمایش تمام سازندگان ترانسمیترهای pH

این دستگاه از یک ویژگی تثبیت کننده استفاده می کند که از پذیرش PH بافر توسط فرستنده جلوگیری می کند که به سطح تعیین شده تثبیت نرسیده است، از نظر تغییر pH در هر زمان. این ویژگی کمک می کند تا مشکل رایج عدم اجازه دادن زمان کافی برای نزدیک شدن pH به مقدار بافر که منجر به شیب مشاهده شده کمتر و اصلاح شیب بالاتر از حد لازم در حین کالیبراسیون می شود، برطرف شود. فرستنده های pH باید به طور منظم با محلول هایی با pH شناخته شده "بافر" شوند تا کالیبراسیون ایجاد شود. آنها معمولاً از الکترودهای شیشه ای ساخته می شوند و بسیار ظریف هستند.

انواع

چندین نوع اصلی فرستنده pH وجود دارد. اینها عبارتند از

فرستنده با pH حلقه: یک دستگاه دو سیمه که معمولاً توسط یک فرستنده 24 VDC یا یک تحلیلگر 120/240 VAC تغذیه می شود. این فرستنده های pH اغلب شامل یک پیش تقویت کننده داخلی هستند که سیگنال دریافتی از سنسور pH را تنظیم می کند و سیگنال خروجی 4-20 میلی آمپر را به فرستنده ارائه می دهد.

ترانزیستور اثر میدان حساس به یون (ISFET): نوعی ترانزیستور است که به تغییرات غلظت یون هیدروژن در محلول پاسخ می دهد. هنگامی که غلظت یون هیدروژن یا pH تغییر می کند، جریان الکتریکی کمتری از ترانزیستور عبور می کند. در نتیجه، ISFET ها برای استفاده در سنسورهای pH و فرستنده های pH مناسب هستند. تراشه های سیلیکونی ISFET از الکترودهای pH شیشه ای بادوام تر و قابل اعتمادتر هستند که ممکن است در محیط های سخت شکسته شوند. الکترودهای pH مبتنی بر ISFET همچنین اندازه‌گیری pH پایدارتری را ارائه می‌دهند، با سرعت پاسخ دهی معمولاً ده برابر سریع‌تر از الکترودهای شیشه‌ای. فرستنده های pH مبتنی بر ISFET در کاربردهای دارویی و صنایع فرآوری مواد غذایی محبوب هستند. دوام آنها به آنها اجازه می دهد تا به راحتی بدون خطر شکستن در حین جابجایی استریل شوند.

نمودار شماتیک اثر میدان حساس به یون ترانزیستور (ISFET). اعتبار تصویر: TIMA.

انتخاب محصول

علاوه بر نوع، خریداران صنعتی باید الزامات عملیاتی، مشخصات عملکرد و ویژگی های کلیدی را هنگام انتخاب یک فرستنده pH در نظر بگیرند.

الزامات عملیاتی

نیازهای برق بسته به نوع و مدل فرستنده متفاوت است. بسیاری از دستگاه ها ثابت هستند، اما دستگاه های قابل حمل با باتری در دسترس هستند.

محفظه فرستنده مهم است که در نظر گرفته شود. استفاده از دستگاه اندازه، گزینه های نصب، ضد آب و هوا و مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز برای اطمینان از عملکرد مناسب در میدان را تعیین می کند.

گزینه‌های ورودی/خروجی می‌تواند شامل نسخه‌های سنسور تک یا دوگانه باشد. سنسورهای دوگانه را می توان طوری برنامه ریزی کرد که چندین پارامتر از جمله pH، اکسیژن محلول و اندازه گیری دما را در نظر بگیرد.

هنگام انتخاب یک فرستنده pH، سازگاری دستگاه با چندین سیستم و در صنایع متعدد مهم است. اکثر سیستم ها با نرم افزار کامپیوتری برای استفاده آسان و سفارشی سازی بر اساس نیازهای کاربر عرضه می شوند.

نوع صفحه نمایش عموماً یک صفحه نمایش LCD دیجیتال با کنتراست بالا است و می تواند با گزینه هایی از جمله درخواست های زبان ساده و صفحه های راهنما همراه باشد.

سیستم های آنالوگ پروتکل های ارتباطی سنتی یک جهته هستند. آنها یک متغیر را در هر حلقه ارسال می کنند و دستگاه باید روی خود دستگاه کالیبره شود. جریان متناسب و مقیاس پذیر با سیگنال سنسور است.

پروتکل های ارتباطی دیجیتال امکان انتقال همزمان اندازه گیری های اضافی را فراهم می کنند. سیگنال ها دو جهته هستند و امکان نظارت از راه دور و پیکربندی خارج از سایت را برای عیب یابی و کاهش آلارم های کاذب فراهم می کنند.

فرستنده PH بی سیم. 

امنیت دستگاه و سیستم باید در نظر گرفته شود. بسیاری از دستگاه ها سطوح مختلف حفاظت از رمز عبور و سیستم های هشدار دهنده را ارائه می دهند.

مشخصات عملکرد

محدوده میزان اشباع را که دستگاه می تواند اندازه گیری کند را مشخص می کند. این محدوده می تواند بین 0 تا 99.9 درصد اشباع با یون های هیدروژن باشد. محدوده همچنین می تواند مقیاس pH پذیرفته شده را شناسایی کند، به طور کلی این pH 0.00 تا 14.00 است.

مقیاس pH. 

رزولوشن جزئیاتی است که دستگاه می‌تواند در آن خوانشی ارائه دهد. وضوح استاندارد برای فرستنده ها است

• pH: 0.01 pH

• mV: 0.1mV; 1MV

• دما: 0.1 درجه سانتی گراد

دقت ، pH، mV و تحمل دما فرستنده را توصیف می کند.

ویژگی های کلیدی

در طول کالیبراسیون بافر و تشخیص برای فرستنده و الکترودهای آن کمک کنید.

جبران دمای pH محلول را علاوه بر جبران دمای استاندارد Nernst ارائه دهید. جبران دما برای اصلاح اندازه گیری pH برای تغییرات pH محلول مهم است. این از خطای تنظیم pH در محلول داغ جلوگیری می کند

• همه محلول‌های بالاتر از 7 pH حداقل مقداری کاهش pH را با افزایش دما نشان می‌دهند که دلیل آن تغییر در ثابت تفکیک آب است که می‌تواند با تغییر در ثابت‌های تفکیک باز ضعیف ترکیب شود.

• راه حل های زیر PH 7 همچنین می تواند وابستگی به دما را به دلیل تغییر در ثابت های تفکیک اسید ضعیف با دما نشان دهد.

برنامه های کاربردی

• سیستم های خنثی سازی

• بازیابی فلزات سنگین

• کنترل آبکاری

• کنترل اسکرابر

• کنترل استخر و اسپا

• مطالعه محیطی

• تصفیه آب

• پایش کیفیت آب

• تصفیه زباله

• ضد عفونی کردن

  منبع

   

• globalspec