Kuidas arvutada pH ventiili? PH-anduri põhitõed ja töö

Kuidas arvutada pH ventiili? PH-anduri põhitõed ja töö

PH määratlemine

pH on grammi ekvivalendi arv vesinikioonide kontsentratsiooni liitri kohta mis tahes lahuses. See varieerub vahemikus 0 kuni 14. See on vesinikioonide moolide logaritmiline mõõtmine ühe liitri lahuse kohta. Lahused, mille pH väärtus on vahemikus 0 kuni 7, on happelised suure vesinikioonide kontsentratsiooniga lahused, samas kui lahused, mille pH on vahemikus 8 kuni 14, on väikese vesiniku kontsentratsiooniga aluselised lahused. Lahused, mille pH väärtus on 7, on neutraalsed lahused. PH mõõtmine annab lahuse leeliselisuse või happesuse.



Miks on pH mõõtmine hädavajalik?


  • Vere pH taseme jälgimiseks, mis peab olema vahemikus 7,35–7,45
  • Jälgida mulla pH taset põllukultuuride optimaalse kasvu jaoks vastavalt nõuetele.
  • Vihma pH jälgimiseks, et saaksime õhus olevad saasteained tuvastada, kui vihmavesi muutub happelisemaks.
  • Paljude igapäevaselt kasutatavate toodete, näiteks piima, šampooni jms jälgimiseks.

Kolm võimalust lahuse pH mõõtmiseks



  • Kasutades indikaatorriba, mis lahusesse asetatult muudab selle värvi vastavalt. Seejärel võetakse riba välja ja selle värv sobitatakse värvikaardil oleva värviga, et otsustada vastav pH väärtus.
  • Kasutades pH-indikaatorvedelikku, kus vedelikule lisatakse tundmatu lahus ja vedeliku muutunud värv sobitatakse pH-väärtuse otsustamiseks värvirattal juba olemasoleva värviga.
  • Kasutades pH-andurit, kus lahuse sisse saab lihtsalt sondi sisestada ja saab pH-väärtuse lugeda.

5 pH-meetri kasutamise eelised muude meetodite ees

  • Need annavad täpsemad mõõtmised.
  • Neid saab hõlpsasti kasutada.
  • PH näit on võrdlemisel lihtsam.
  • Need annavad täpsemad mõõtmised, kuna nende mõõtmed võivad ulatuda 1/100-nithpH ühikuga.
  • Need on korduvkasutatavad.

PH-mõõturi või pH-anduri põhimõte

pH-meeter töötab põhimõtteliselt sellel, et kahe vedeliku liides tekitab elektrilise potentsiaali, mida saab mõõta. Teisisõnu, kui klaasist korpuse sees olev vedelik asetatakse muu vedeliku sisse kui see vedelik, on nende kahe vedeliku vahel elektrokeemiline potentsiaal.



pH-anduri komponendid

Põhimõtteliselt on see elektrood, mis koosneb neljast komponendist:


  • Mõõtelektrood See on klaasist valmistatud toru ja koosneb selle külge keevitatud õhukesest klaasist pirnist, mis on täidetud kaaliumkloriidi lahusega, mille pH on teada, väärtus 7. See sisaldab ka hõbekloriidi plokki, mis on kinnitatud hõbedase elemendi külge. See tekitab tundmatu lahuse pH mõõtmiseks kasutatava pinge.
Mõõtelektrood

Mõõtelektrood

  • Võrdluselektrood : See on klaastoru, mis koosneb kaaliumkloriidi lahusest, mis on tihedas kontaktis kaaliumkloriidi otsas oleva elavhõbekloriidi plokiga. Seda kasutatakse stabiilse nullpingega ühenduse loomiseks kogu vooluahela lõpuleviimiseks.

    Võrdluselektrood

    Võrdluselektrood

  • Eelvõimendi : See on signaali konditsioneerimisseade ja teisendab kõrge impedantsiga pH-ga elektroodi signaali madala impedantsi signaaliks. See tugevdab ja stabiliseerib signaali, muutes selle elektrimüra suhtes vähem vastuvõtlikuks.
Eelvõimendi

Eelvõimendi

  • Saatja või analüsaator : Seda kasutatakse anduri elektrilise signaali kuvamiseks ja see koosneb temperatuuriandurist, et kompenseerida temperatuuri muutust.
Saatja või analüsaator

Saatja või analüsaator

PH-anduri töö:

PH-anduri töö

PH-anduri töö

Elektrood asetatakse keeduklaasi sisse, mis on täidetud lahusega, mille pH tuleb mõõta. Mõõtelektroodi lõpus keevitatud klaasist pirn koosneb sellele legeeritud liitiumioonidest, mis paneb selle toimima ioonselektiivse barjäärina ja võimaldab tundmatu lahuse vesinikioonidel migreeruda läbi tõkke ja interakteeruda klaasiga, tekitades vesinikioonide kontsentratsiooniga seotud elektrokeemiline potentsiaal. The elektroodi potentsiaali mõõtmine muutub seega vesinikioonide kontsentratsiooniga. Teisest küljest ei muutu võrdluselektroodi potentsiaal vesinikioonide kontsentratsioonist lähtuvalt ja see annab stabiilse potentsiaali, millega mõõtelektroodi võrreldakse. See koosneb neutraalsest lahusest, millel on lubatud poorse separaatori kaudu ioone vahetada tundmatu lahusega, moodustades seeläbi kogu vooluahela lõpuleviimiseks väikese takistuse ühenduse. Kahe elektroodi potentsiaalide vahe võimaldab otseselt mõõta süsteemi vesinikioonide kontsentratsiooni või pH-d ja see on kõigepealt selle tugevdamiseks eelvõimendatud ja seejärel antud voltmeeterile.

U = EpH- ONviide

ONpH- Mõõtelektroodi pingepotentsiaal

ONviide- võrdluselektroodi pingepotentsiaal

PH arvutatakse Nernsti võrrandi põhjal, mis ütleb, et iga pH muutuse korral on kogu potentsiaali muutus

U = -kTpH

k- Boltzmanni konstant, T- temperatuur.

Ettevaatusabinõud pH mõõtmisel:

  • Mõõtelektroodi elektroodipotentsiaal kipub temperatuuri järgi varieeruma, mis võib mõjutada pH mõõtmist. Sel põhjusel tuleb ette näha temperatuuri kompenseerimise tehnika. See saavutatakse kas käsitsi, mõõtes eraldi temperatuuri ja sisestades väärtuse pH-meetrisse, või kasutades automaatset temperatuuri kompenseerimist, mis koosneb temperatuuriandur söödetakse pH-meetrini.
  • Kuna klaas on tegelikult halb elektrijuht, tagab mõõtelektrood võrdluselektroodi omaga tegelikult suure takistuse, põhjustades suure pingelanguse, mis mõjutab väljundi mõõtmist. Selle probleemi lahendamiseks on kasutada suure takistusega võimendatud arvestit või nullbilansi pinge mõõtmise seadistust.
  • Fluorhapet ei tohi kasutada üheski lahuses, kuna see lahustab klaasi

Turul saadaval olevad kaasaegsed pH-andurid:

  • PHE-45P : See suudab mõõta pH-d kogu vahemikus tundlikkusega 0,02 pH ja töötab temperatuurivahemikus -5 kuni + 95 ° C. See koosneb temperatuuri kompensaatorist Pt1000 RTD.
PHE-45P

PHE-45P

  • WQ201 pH-andur : Seda mõõdab ettevõte Global Water Instrumentation Inc ja see on paigaldatud 25 jalga merekaablitele pikkusega kuni 500 jalga, väljundiga 4-20 mA.
WQ201 pH-andur

WQ201 pH-andur

Rakendused, mis hõlmavad pH-andurit

pH kontroll

pH mõõtmine mängib olulist rolli paljudes tööstuslikes rakendustes, näiteks keemiliste ainete kontrollimine tööstuslikes pesurites, vääveldioksiidi mõõtmine suhkru rafineerimistehastes ja koagulatsiooni optimeerimine vee selitamisel. See on kontrollpunkt hapete ja aluste neutraliseerimiseks.

PH reguleerimissüsteemi kasutatakse lahuse pH mõõtmiseks ja see kontrollib ka neutraliseeriva aine lisamist, et hoida lahus määratletud neutraalsel pH-l. See koosneb pH-analüsaatorist ja kahest või enamast pH-andurist.

pH kontroll

pH kontroll

Nüüd, kui meil olid põhiteadmised pH-andurist ja selle rakendamisest pH-reguleerimisel, andke meile teada selle anduri mõnest muust rakendusest. Kui olete lisaks sellele teemal või elektri- ja elektroonilised projektid jäta kommentaarid allpool.

Fotode krediit -