info@pargaran.com
بازدید کننده محترم، تا اطلاع ثانوی جهت استعلام محصولات وثبت درخواست تنها ازطریق ایمیل با ما در ارتباط باشید
فهرست
سنسور دیجیتالی (digital sensor) متر ابزاری است که برای اندازه گیری اسیدیته یا قلیائیت محلول مورد استفاده قرار می گیرد
که به عنوان pH نیز شناخته می شود.
چرا اندازه گیری و کنترل pH یک مشکل است؟
الکترودهای pH به اندازه کافی طولانی بوده اند تا به خوبی درک شوند و به راحتی مورد استفاده قرار گیرند.
مشکل از آنجاست که pH یک تابع لگاریتمی است ،
تغییر یک واحد pH نشان دهنده تغییر ده برابر در غلظت یون هیدروژن است.
pH نشان دهنده چیست؟
اصطلاح pH از “p” ، نماد ریاضی لگاریتم منفی و “H” ، نماد شیمیایی هیدروژن گرفته شده است.
pH واحد اندازه گیری است که میزان اسیدیته یا قلیائیت محلول را توصیف می کند.
در مقیاس 0 تا 14 اندازه گیری می شود.
pH = -log [H+]
PH چه اندازه ای دارد؟
مقدار pH یک ماده با نسبت یون هیدروژن [H+] و یون هیدروکسیل [OH-] رابطه مستقیم دارد.
اطلاعات کمی ارائه شده توسط تستر pH میزان فعالیت یک اسید یا باز را از نظر فعالیت یون هیدروژن بیان می کند.
اگر غلظت H+ بیشتر از OH- باشد ، ماده اسیدی است.
یعنی اندازه گیری pH کمتر از 7 است.
اگر غلظت OH- بیشتر از H+باشد ، ماده اولیه است ، با pH بیشتر از 7.
اگر مقدار مساوی از یونهای H+ و OH- وجود داشته باشد ، ماده خنثی است ، با pH 7.
اسیدها و بازها به ترتیب دارای یونهای هیدروژن آزاد و هیدروکسیل آزاد هستند.
رابطه بین یونهای هیدروژن و یونهای هیدروکسیل در یک محلول معین برای مجموعه ای از شرایط معین ثابت است ، هر یک را می توان با شناخت دیگری تعیین کرد
با استفاده از کاغذها یا نشانگرهای pH می توان به طور تقریبی نشانه ای از pH را بدست آورد که با تغییر سطح pH رنگ آنها تغییر می کند.
دقت این شاخص ها محدودیت هایی دارد و تفسیر صحیح آنها در نمونه های رنگی یا کدر دشوار است.
با pH سنج دیجیتال(سنسور) اندازه گیری دقیق تر pH انجام می شود.
یک سیستم تست pH شامل سه قسمت است: یک پروب pH ، یک الکترود pH مرجع و یک امپدانس متر ورودی بالا.
الکترود pH را می توان باتری در نظر گرفت ، با ولتاژی که با pH محلول اندازه گیری شده متفاوت است.
پروب pH یک پیاز شیشه ای حساس به یون هیدروژن است ،
با خروجی میلی ولت که با تغییر در غلظت نسبی یون هیدروژن در داخل و خارج لامپ متفاوت است.
خروجی الکترود مرجع با فعالیت یون هیدروژن تغییر نمی کند.
الکترود pH دارای مقاومت داخلی بسیار بالایی است و تغییر ولتاژ را با pH دشوار می کند.
بنابراین امپدانس ورودی pH متر و مقاومت نشتی عوامل مهمی هستند.
pH متریا سنسور دیجیتالی ph اساساً یک تقویت کننده امپدانس بالا است که ولتاژهای الکترود دقیقه را به طور دقیق اندازه گیری می کند و نتایج را مستقیماً در واحدهای pH بر روی صفحه نمایش آنالوگ یا دیجیتال نمایش می دهد.
در برخی موارد ، ولتاژها را می توان برای کاربردهای خاص یا برای استفاده با الکترودهای انتخاب کننده یون یا پتانسیل کاهش اکسیداسیون (ORP) خواند.
الکترودهای pH از شیشه ای با ترکیب خاص ساخته شده است که غلظت یون هیدروژن را حس می کند.
این شیشه معمولاً از یونهای فلز قلیایی تشکیل شده است.
یونهای فلز قلیایی شیشه و یونهای هیدروژن موجود در محلول تحت واکنش تبادل یونی قرار می گیرند و اختلاف بالقوه ایجاد می کنند.
در کاوشگر ترکیبی pH ، بیشترین واریته ، در واقع دو الکترود در یک بدن وجود دارد.
یک قسمت الکترود pH اندازه گیری و قسمت دیگر الکترود مرجع نامیده می شود. پتانسیل ایجاد شده در محل اتصال قسمت اندازه گیری به دلیل یونهای آزاد هیدروژن موجود در محلول است.
پتانسیل بخش مرجع توسط عنصر داخلی در تماس با محلول پر کردن مرجع تولید می شود.
این پتانسیل همیشه ثابت است.
به طور خلاصه ، الکترود pH اندازه گیری ولتاژ متفاوتی را ارائه می دهد و الکترود مرجع ولتاژ ثابت را به متر می رساند
سیگنال ولتاژ تولید شده توسط کاوشگر pH یک سیگنال امپدانس بسیار کوچک و زیاد است.
امپدانس ورودی مستلزم آن است که فقط با تجهیزاتی که دارای مدارهای امپدانس بالا هستند ، ارتباط برقرار شود.
الکترودهای pH در انواع مختلف برای کاربردهای آزمایشگاهی و صنعتی در دسترس هستند.
همه آنها از شیشه تشکیل شده اند و بنابراین می توانند شکسته شوند.
الکترودها برای اندازه گیری محیطهای آبی طراحی شده اند.
آنها برای استفاده در حلالها مانند CCI4 طراحی نشده اند که هیچ یون هیدروژن آزاد ندارد.
الکترود pH ، به دلیل ماهیت ساخت آن ، باید همیشه مرطوب نگه داشته شود.
برای عملکرد صحیح ، شیشه باید هیدراته شود.
هیدراتاسیون لازم است تا فرآیند تبادل یونی رخ دهد.
اگر سنسور pH باید خشک شود ، بهتر است آن را به مدت نیم ساعت در مقداری آب لوله کشی قرار دهید تا شیشه حالت گیرد.
الکترودهای pH دارای اتصالات هستند که اجازه می دهد محلول پر کننده داخلی الکترود اندازه گیری به محلول در حال اندازه گیری نشت کند.
این محل اتصال می تواند توسط ذرات موجود در محلول مسدود شود و همچنین می تواند مسمومیت توسط یونهای فلزی موجود در محلول را تسهیل کند.
)در صورت مشکوک بودن محل اتصال بهتر است( سنسور دیجیتالی ph را در مقداری آب لوله کشی گرم خیس کنید تا مواد حل شده و محل اتصال پاک شود.
تسترهای pH همیشه باید در شرایط مرطوب نگهداری شوند.
در صورت عدم استفاده ، بهتر است الکترود را در بافر 4.0 یا بافر 7.0 ذخیره کنید.
حتی اگر از الکترود استفاده نشود ، هنوز پیر می شود.
در قفسه ، پروب pH باید در صورت مرطوب نگه داشتن تقریباً یک سال دوام بیاورد.
از بین رفتن الکترودها معمولاً می تواند با یک واکنش ضعیف ، خواندن نامنظم یا خواندن که تغییر نمی کند ، مشخص شود. هنگامی که این اتفاق می افتد ، دیگر نمی توان الکترود را کالیبره کرد.
الکترودهای pH شکننده هستند و طول عمر محدودی دارند.
مدت زمان دوام یک الکترود با میزان نگهداری خوب پروب و کاربرد pH تعیین می شود.
هرچه سیستم سخت تر باشد ، طول عمر کوتاه تر می شود.
به همین دلیل همیشه ایده خوبی است که یک سنسور pH پشتیبان در دست داشته باشید تا از خرابی سیستم جلوگیری شود.
کالیبراسیون نیز بخش مهمی از نگهداری الکترود است.
این نه تنها اطمینان می دهد که الکترود به درستی رفتار می کند بلکه سیستم به درستی کار می کند.
محلول های بافر pH الکترودهای PH مانند باتری هستند. آنها با گذشت زمان و استفاده از بین می روند.
با بالا رفتن سن الکترود ، شیشه آن مقاومت خود را تغییر می دهد.
این تغییر مقاومت پتانسیل الکترود را تغییر می دهد.
به همین دلیل ، الکترودها باید به طور منظم کالیبره شوند.
کالیبراسیون در محلول بافر pH این تغییر را تصحیح می کند.
کالیبراسیون هرگونه تجهیزات pH همیشه باید با بافر 7.0 شروع شود زیرا این “نقطه صفر” است.
مقیاس pH دارای مقیاس mV معادل است. مقیاس mV از 420+ تا -420 میلی ولت متغیر است.
در pH 7.0 مقدار mV 0. است. هر تغییر pH مربوط به تغییر m 60 mV است.
با اسیدی شدن مقادیر pH ، مقادیر mV بیشتر می شود.
به عنوان مثال ، pH 4.0 مربوط به مقدار 180 mV است.
با پایه ای شدن مقادیر pH ، مقادیر mV منفی تر می شوند.
pH = 9 مربوط به -120 میلی ولت است. کالیبراسیون دوگانه pH با استفاده از بافرهای 4.0 یا 10.0 دقت سیستم بیشتری را ارائه می دهد.
در اینجا یک روش کلی برای اکثر pH مترهای(سنسور) دیجیتال آورده شده است.
برخی از تسترهای pH به تکنیک های کمی متفاوت نیاز دارند. لطفاً دستورالعمل های مربوط به روش خای خاص آنها را بخوانید.
تنظیم دما بر روی متر باید با دمای بافرهای مورد استفاده مطابقت داشته باشد ،
یا باید از یک جبران کننده دما به صورت خودکار استفاده شود.
در صورت استفاده از درجه حرارت خودکار ، pH متر را به “pH” یا “ATC” تبدیل کنید.
الکترود تمیز را داخل بافر تازه و دمای اتاق با pH 7.00 قرار دهید.
با استفاده از دکمه ZERO OFFSET ، STANDARDIZED یا SET ، میزان pH را دقیقاً 7.00 تنظیم کنید.
الکترود را با آب مقطر یا دیونیزه بشویید.
(این روش برای کالیبراسیون یک نقطه ای است. برای کالیبراسیون دو نقطه ای مرحله 8 را ادامه دهید.)
الکترود را در بافر دوم یا pH 4.00 یا pH 10.00 قرار دهید.
خواندن pH را برای نمایش مقدار صحیح با استفاده از کنترل های SLOPE ، CALIBRATE یا GAIN (تنظیم درشت) تنظیم کنید.
برای خواندن مقدار صحیح با استفاده از دکمه SLOPE (تنظیم خوب) ، خواندن pH را تنظیم کنید.
بافرها محلولهایی هستند که دارای مقادیر pH ثابت و توانایی مقاومت در برابر تغییرات آن سطح pH هستند.
از آنها برای کالیبراسیون سیستم های اندازه گیری pH (الکترود و متر) استفاده می شود.
تفاوتهای کوچکی بین خروجی یک الکترود با الکترود دیگر و همچنین تغییرات خروجی الکترودها در طول زمان وجود دارد.
بنابراین ، سیستم باید به صورت دوره ای کالیبره شود.
بافرها با طیف وسیعی از مقادیر pH موجود هستند و به دو صورت مایع از پیش مخلوط شده یا به عنوان کپسول پودر خشک مناسب تولید می شوند.
اکثر تسترهای pH نیاز به کالیبراسیون در چندین مقدار pH خاص دارند.
یک کالیبراسیون معمولاً در نزدیکی نقطه ایزوپتانسیل انجام می شود
(سیگنال تولید شده توسط الکترود در pH 7 0 میلی ولت در 25 درجه سانتی گراد است)
و دومی معمولاً در pH 4 یا pH 10 انجام می شود.
بهتر است یک بافر به عنوان تا حد امکان به مقدار pH واقعی نمونه اندازه گیری شود.
دمای بالاتر از 25 درجه سانتی گراد: جبران دما PH بالا را پایین می آورد و pH پایین را افزایش می دهد و در نتیجه مقدار به خنثی نزدیک می شود.
دمای زیر 25 درجه سانتی گراد: جبران درجه حرارت pH بالا (پایه ای تر) و pH پایین (اسیدی تر) را کاهش می دهد و در نتیجه مقادیر بیشتر از حالت خنثی دور می شود.
اینکه آیا باید از جبران دما استفاده شود یا خیر ، بستگی به دقت pH مورد نیاز دارد.
به عنوان مثال ، اگر نیاز به دقت 0.1 pH pH ، در pH 6 و درجه حرارت 45 درجه سانتی گراد (113 درجه فارنهایت) باشد ، خطا 0.06 است ، در شرایط مورد نیاز دقت. از سوی دیگر ، با همان دقت pH 0.1، ، عمل در pH 10 و 55 درجه سانتی گراد (131 درجه فارنهایت) خطای 0.27 pH را ایجاد می کند و باید از جبران آن استفاده کرد.
اگر دما در چند درجه سانتیگراد ثابت باشد ، می توان از یک جبران کننده دستی استفاده کرد.
اگر نیازی به جبران کننده نیست ، می توان یک مقاومت ثابت را در پایانه های جبران کننده دما نصب کرد.
هر یک از دستگاههای فوق – جبران خودکار ، جبران دستی یا مقاومت ثابت – به عنوان تابعی از مدار الکترونیکی pH متر عمل می کند.
به این ترتیب ، اطلاعات و قطعات باید از سازنده کنتور تهیه شود.
هنگامی که الکترودها در بافر کالیبره می شوند ، جبران کننده دما نیز باید در بافر باشد. به طور مشابه ، یک جبران کننده دمای دستی باید تنظیم شود تا دمایی را که الکترود pH در طول کالیبراسیون و کارکرد در معرض آن قرار دارد ، منعکس کند.
جبران دما در داخل دستگاه وجود دارد ، زیرا الکترودهای pH و اندازه گیری ها به دما حساس هستند.
جبران دما ممکن است دستی یا خودکار باشد.
با جبران دستی ، اندازه گیری دمای جداگانه مورد نیاز است و کنترل جبران دستی pH متر را می توان با مقدار تقریبی دما تنظیم کرد.
با جبران دمای اتوماتیک (ATC) ، سیگنال از یک پروب دمای جداگانه به سنسور pH وارد می شود ،
به طوری که می تواند مقدار pH نمونه را در آن دما به طور دقیق تعیین کند.
جبران دما در داخل دستگاه وجود دارد ، زیرا الکترودهای pH و اندازه گیری ها به دما حساس هستند.
جبران دما ممکن است دستی یا خودکار باشد.
با جبران دستی ، اندازه گیری دمای جداگانه مورد نیاز است و کنترل جبران دستی pH متر را می توان با مقدار تقریبی دما تنظیم کرد.
با جبران دمای خودکار (ATC) ، سیگنال از یک پروب دمای جداگانه به pH متر وارد می شود ، به طوری که می تواند مقدار
pH نمونه را در آن دما به طور دقیق تعیین کند.
لیست زیر انواع مشکلاتی را که هنگام اندازه گیری pH و نحوه برخورد با آنها انتظار می رود نشان می دهد.
ابزارآلات اغلب از طریق خطای تکرارپذیری ، سر و صدای اندازه گیری یا هیسترزیس دریچه ، منبع اختلال در سیستم های pH هستند.
یب دار منحنی های تیتراژ قرار گیرند ، حلقه های pH بدون در نظر گرفتن حالت های کنترل و تنظیم نوسان می کنند.
مجموعه های غوطه وری الکترود pH با انتهای بدون کپسول در زیر سطح مایع در نهایت دارای پایانه های مرطوب خواهند بود.
دریچه های کنترل معرف که در سیستم های خطی به نقطه تزریق نزدیک نشده اند،
باعث تأخیر در رساندن معرف می شوند تا ابزارهای کلمات تجاری شما را که ممکن است بیگانه به نظر برسند توصیف کنند.
شما برای تشخیص مشکلات تحویل معرف یا به یک جریان سنج یا به یک پیش بینی کننده نیاز دارید.
سیگنالهای پیشرو در جریان باید در خروجیهای کنترل کننده pH ضرب شوند و برای کارکرد مستقیم شیرهای معرف یا ایجاد نقاط تنظیم جریان واکنش استفاده شوند.
تأخیر در انتقال الکترودهای pH در خانه های تجزیه کننده از مهلت اختلاط فراتر می رود
به طوری که افزایش راحتی در چک کردن الکترودها با کاهش راحتی در بررسی ضبط روند جبران می شود.
برای کاهش مشکلات نگهداری و بهبود زمان پاسخگویی ،
الکتروی تزریقی بایدهاد در صورت امکان برای نمونه های نگهدارنده ترجیح داده شوند
اما همه الکترودهای تزریق به یک اندازه ایجاد نمی شوند.
اگر مجبور نباشید آنها را کنترل کنید ، مخازن بزرگ خوب هستند.
از حجم بالادست برای کاهش مصرف معرف یا پایین دست برای کاهش خطای کنترل استفاده کنید.
یک منبع اساسی مشکل این است که – همانطور که در مقاله ها ، مقالات فنی و کتابهای درسی بیشمار اشاره شده است – مقیاس pH با غلظت یون هیدروژن از 100 تا 10-14 مول در لیتر مطابقت دارد.
هیچ اندازه گیری متداول دیگری چنین محدوده عظیمی را پوشش نمی دهد.
یکی دیگر از محدودیت های ذاتی این است که سنسورهای pH می توانند به تغییرات کوچک 0.001 pH پاسخ دهند ،
بنابراین ابزارها می توانند تغییرات غلظت یون هیدروژن را به اندازه 5 تا 10-10 مول در لیتر در pH 7 پیگیری کنند. هیچ اندازه گیری متداول دیگری چنین حساسیت فوق العاده ای ندارد.
محدودیت و حساسیت را می توان با نزدیک شدن به مرحله تعیین شده در مراحل مختلف ،
با استفاده از سوپاپ های کنترلی پی در پی کوچکتر با موقعیت یابهای با کارایی بالا ، برطرف کرد
مشکلات مقیاس آب سخت در سیستم های گرمایش ،
تهویه و تهویه مطبوع صنعتی هزینه های عملیاتی را به طرز چشمگیری افزایش می دهد.
به عنوان مثال ، یک لایه مقیاس ضخیم 1/8 اینچ ناشی از آب سخت سطوح انتقال حرارت را عایق کرده و باعث کاهش 20 تا 25 درصدی کارایی در عملکرد دیگ می شود.
مقیاس سخت روی سطوح لوله دیگ باعث گرم شدن بیش از حد و خرابی لوله های دیگ می شود.
مقیاس در حلقه های کندانسور چیلر جریان آب را مهار می کند و باعث افزایش 30 درصدی مصرف انرژی می شود. دریچه های ایمنی با روکش مقیاس می توانند غیرقابل استفاده شده و بر ایمنی کارخانه تأثیر بگذارند.
تیم های تعمیر و نگهداری می توانند وجود آب سخت را با استفاده از تجهیزات آزمایش که شامل حسگرهای بالقوه هیدروژن (pH) است ، بررسی کنند.
سطح pH آب میزان اسیدیته را نشان می دهد و در مقیاس لگاریتمی از یک تا 14 اندازه گیری می کند.
از آنجا که pH مترها از مقیاس لگاریتمی استفاده می کنند ،
متر درجه اسیدیته را در مقایسه با دیگری نشان می دهد.
اندازه گیری هفت نشان دهنده تعادل خنثی بین اسیدیته و قلیائیت است.
هر اندازه گیری زیر هفت نشان می دهد که آب دارای سطح بالاتری از اسید است که می تواند باعث شستشوی فلزات سمی – مانند سرب ، روی و مس – از لوله ها و وسایل شود.
هنگامی که اندازه گیری از 8.5 تا 14 متغیر است ، آب درصد قلیایی بالاتری دارد و می تواند باعث ایجاد رسوب شود.
همه سنسورهای pH برای اندازه گیری اسیدیته طیف وسیعی از مایعات به الکترودها متکی هستند.
الکترودهای مورد استفاده برای حسگرهای pH ممکن است از نظر شکل نوک ، نوع مواد ، اتصالات و پر کننده ها متفاوت باشد.
در حالی که این تغییرات ویژگی های عملکردی را تعریف می کنند ،
هر مجموعه ای از الکترودهای شیشه ای ، پلاستیکی یا اپوکسی یک مدار را تشکیل می دهند که به منظور ارائه یک خوانش pH به یک متر متصل می شود.
الکترودهای شیشه ای دمای بالا و مواد بسیار خورنده را تحمل می کنند.
الکترودهای اپوکسی در برابر ضربه مقاومت می کنند اما نمی توانند محلول های غیر آلی ، حلال ها یا مایعات خورنده را تحمل کنند.
ما می توانیم مدار را با توجه به عملکردهای حسگر و ارجاع و با توجه به نوع اتصال الکترود تقسیم کنیم.
هر الکترود شامل یک نیم سلولی و یک نیم سلولی مرجع است.
قرار دادن نیم سلولها در کنار هم یک مدار کامل pH را تشکیل می دهد.
نيم سلول سنجش شامل غشايي است كه نسبت به تغيير pH مايع حساس است.
برخی از انواع تجهیزات آزمایش آب صنعتی اغلب به سنسورهای ترکیبی pH متکی هستند که از طریق یک الکترود حسگر و یک الکترود مرجع کار می کنند.
در حالی که الکترود حسگر هرگونه تغییر در مقدار pH را تشخیص می دهد ،
الکترود مرجع آن سیگنال پایداری را ایجاد می کند که سنسور می تواند به عنوان مقایسه اولیه از آن استفاده کند. تجهیزات آزمایش عمومی pH معمولاً برای آزمایش مایعاتی که حاوی موادی نیستند که بتوانند با الکترود مرجع تعامل داشته باشند ،
از الکترودهای تک پیوندی و پر از ژل استفاده می کنند.
در عوض ، اتصالات تک جهت آزمایش آب تمیز به خوبی عمل می کنند.
بخش دیگری از سنسور – یک pH سنج امپدانس بالا – یک سیگنال میلی ولت را در واحد های pH نشان می دهد.
در حین آزمایش نمونه ، یک الکترود تک پیوندی به یونهای هیدروژن اجازه می دهد بین نیم سلولهای حسگر و مرجع عبور کنند.
حرکت یون های هیدروژن مدار بین نیم سلول ها را تکمیل می کند.
هر الکترود حاوی مقدار کمی نقره است. اکثر انواع الکترودها از طریق اتصال BNC به pH متر متصل می شوند.
برخلاف سنسورهای ترکیبی pH که از الکترودهای تک اتصالی استفاده می کنند ،
سنسورهای pH دیفرانسیل از الکترودهای دو اتصالی با پل نمک استفاده می کنند.
در حالی که الکترودهای تک اتصال الکترود مرجع را مستقیماً در محلول مرجع قرار می دهند ،
یک الکترود دو اتصال شامل یک مانع اضافی به نام پل نمک است که از هرگونه واکنش شیمیایی بین مواد نمونه و مقدار کمی نقره موجود در الکترود جلوگیری می کند.
الکترودهای دو اتصال با نمونه هایی که حاوی پروتئین ، سولفیت ، مواد آلی ، رسانه های بیولوژیکی و فلزات سنگین هستند کار می کنند.
الکترود دو اتصالی سیم مرجع و محلول مرجع را در داخل پل نمکی قرار می دهد که شامل یک اتصال داخلی اضافی است و از هرگونه برهم کنش بین مواد مرجع و مواد نمونه محافظت می کند.
در داخل الکترود دو اتصالی ، یک پل نمکی پر از یک الکترولیت ،
نیم سلولهای اکسیداسیون و کاهش سلول مرجع را متصل کرده و بی طرفی الکتریکی را حفظ می کند.
از بین بردن پل نمک به نیم سلول ها اجازه می دهد بارهای منفی و مثبت را جمع کنند.
از نظر عملکرد ، سنسور دیجیتالی pH دیفرانسیل دارای یک پیش تقویت کننده ،
دو الکترود برای اندازه گیری سطح pH و یک الکترود زمین محلول سوم است.
دو الکترود اندازه گیری-که به عنوان فرآیند و مرجع تعیین شده اند-سطح pH را با توجه به الکترود پایه محلول اندازه گیری می کنند.
این تفاوت در اندازه گیری با الکترود مرجع غوطه ور در محلول سلول بافر pH 7.0 و در تماس الکتریکی با مایع اندازه گیری شده از طریق پل نمک دو اتصال رخ می دهد.
الکترود فرایند با مایع اندازه گیری شده تماس مستقیم الکتریکی دارد.
همانطور که طراحی PCB خود را توسعه می دهید ، می توانید پروب pH را به عنوان یک باتری در نظر بگیرید.
قرار دادن پروب در محلول مایع باعث می شود که الکترود حسگر ولتاژ ایجاد کند.
مقدار ولتاژ بستگی به میزان فعالیت هیدروژن در محلول در مقایسه با پتانسیل الکترود مرجع دارد.
مقدار pH پایین نشان دهنده سطح اسیدی بالاتری است و به یک پتانسیل مثبت در الکترود حسگر تبدیل می شود. در مقابل ، مقدار pH بالا نشان دهنده سطح بالای قلیایی است و به یک پتانسیل منفی در الکترود حسگر تبدیل می شود. تفاوت پتانسیل بین الکترود سنسور و الکترود مرجع به پتانسیل اندازه گیری شده تبدیل می شود.
از آنجا که مواد الکترود ممکن است از شیشه ، اپوکسی یا پلاستیک تشکیل شده باشند ،
مقاومت مواد متفاوت است.
الکترود شیشه ای مقاومت بسیار بالاتری نسبت به الکترود اپوکسی دارد.
مقاومت به صورت سری با منبع ولتاژ pH رخ می دهد و می تواند منجر به افت شدید ولتاژ شود که افت ولتاژ تولید شده توسط الکترود سنسور را کاهش می دهد.
بیشتر مدارهای pH شامل تقویت کننده بافر است که دارای امپدانس ورودی بالا و جریان بایاس ورودی کم است تا مدار را از مقاومت بالا جدا کرده و دقت جمع آوری داده ها را بهبود بخشد.
برای محاسبه مناسب مقاومت ، امپدانس و دستیابی به ولتاژ مناسب ،
می توانید از مدل SPICE برای شبیه سازی پارامترهای مورد نظر در طراحی سنسور خود استفاده کنید.
توسعه یک صفحه نمایش معنی دار در متر نیاز به تبدیل آنالوگ به دیجیتال و وضوح بدون نویز دارد.
از آنجا که pH مترها کاربردهای کم مصرفی دارند ،
مدار pH متر می تواند با مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) کار کند که میزان نمونه برداری کم و مصرف برق کمتری دارد.
در بسیاری از موارد ، کاربردهای pH متر صنعتی به انتقال بی سیم RF نیاز دارند.
در نتیجه ، طراحی PCB که دارای pH متر است ممکن است به فرستنده گیرنده و میکروکنترلری که فرستنده را کنترل می کند نیز نیاز داشته باشد.
علاوه بر این ، میکروکنترلر به عنوان رابط بین پردازش پروتکل و سنسور عمل می کند.
از آنجا که اکثر pH سنج ها به توان باتری متکی هستند ،
طراحی مدار باید مصرف توان فرستنده و همچنین سرعت داده را در نظر بگیرد.
برخی از برنامه ها ممکن است نیاز به انتقال مسافت طولانی تر و نرخ داده های پایین تر داشته باشند که انرژی بیشتری مصرف می کنند در حالی که برخی دیگر با انتقال مسافت کوتاهتر ،
نرخ داده بالاتر و مصرف برق کمتر کار می کنند.
هنگام بررسی اینکه آیا سنسور دیجیتالی pH شما با چالشی که برای آن ارائه شده است مطابقت دارد یا خیر ، اطمینان حاصل کنید که از بهترین ابزارهای موجود برای نیازهای طراحی خود استفاده می کنید.
منبع: omega.com
برای آشنایی با دیگر سنسور ها مقالات مرتبط با آن را مطالعه نمایید: سنسور سطح و انواع آن ، سنسور pt100 ،سنسور ORP
امیدوارم با سنسورهای دیجیتالی ph آشنا شده باشید
پرگاران تامین کننده تجهیزات ابزار دقیق از جمله سنسورهای دیجیتالی hp.orp
از برندهای مطرح همچون سنسورهای دیجیتالی اندرس هاوزر
