Czujnik pH określa zasadowość lub kwasowość roztworu. METTLER TOLEDO oferuje szeroką gamę czujników pH dla różnych gałęzi przemysłu, takich jak przemysł farmaceutyczny, chemiczny, spożywczy, energetyczny i półprzewodnikowy, a także dla uzdatniania wody i oczyszczania ścieków. Bez względu na to, czy potrzebujesz czujnika pH do laboratorium, czy do stosowania w linii produkcyjnej, mamy odpowiednie czujniki, które spełnią wszystkie wymagania związane z danym zastosowaniem.
Czujnik pH, zwany również sondą lub elektrodą, jest ważnym narzędziem, które pozwala użytkownikowi określić zasadowość lub kwasowość roztworu. Szklana membrana na końcu jest wrażliwa na jony H+. Dodatkowo, wiele z naszych czujników pH oferuje również pomiar redoks.
Zewnętrzna strona szklanej membrany tworzy warstwę żelową, gdy napotyka roztwór wodny. Podobna warstwa żelowa tworzy się również po wewnętrznej stronie szklanej membrany, ponieważ czujnik jest wypełniony wodnym roztworem elektrolitu. Jony H+ znajdujące się w warstwie żelowej i wokół niej mogą dyfundować do tej warstwy lub z niej wychodzić, w zależności od wartości pH. W ten sposób mierzone jest stężenie jonów H+ w roztworze. Jeśli roztwór jest zasadowy, jony H+ dyfundują poza warstwę i na zewnętrznej stronie membrany powstaje ładunek ujemny. Ponieważ elektroda szklana posiada wewnętrzny bufor o stałej wartości pH, potencjał na wewnętrznej powierzchni membrany pozostaje stały podczas pomiaru. Potencjał czujnika pH jest więc różnicą pomiędzy wewnętrznym i zewnętrznym ładunkiem membrany.
Celem czujnika referencyjnego jest zapewnienie określonego stabilnego potencjału odniesienia, względem którego mierzony będzie potencjał czujnika pH. Aby to umożliwić, czujnik referencyjny musi być wykonany ze szkła niewrażliwego na jony H+ w roztworze. Musi być również otwarty na środowisko próbki, w której jest zanurzony. Aby to osiągnąć, w trzonie czujnika referencyjnego wykonuje się otwór lub złącze, przez które roztwór wewnętrzny lub elektrolit referencyjny może wypływać do próbki. Czujnik referencyjny i czujnik pH (półogniwo) muszą znajdować się w tym samym roztworze, aby pomiary były prawidłowe.
Dostępnych jest kilka systemów referencyjnych. Należą do nich systemy srebra/chlorku srebra, jodu/jodku i rtęci/kalomelu, a także pewne adaptacje. Jednak system chlorku srebra/srebra jest niemal zawsze używany w nowoczesnych pomiarach pH. Potencjał tego układu jest określony przez elektrolit odniesienia i element odniesienia w postaci chlorku srebra/srebra. Ważne jest, aby elektrolit referencyjny miał wysokie stężenie jonów, co powoduje niski opór elektryczny.
W czujnikach kombinowanych czujnik pH (czujnik szklany) i czujnik odniesienia są zbudowane w postaci dwóch koncentrycznych rur/komór. Elektroda pH otacza elektrodę odniesienia są one połączone ze sobą poprzez ceramiczne złącze. Te dwie elektrody, choć połączone, funkcjonują oddzielnie. Jedyna różnica to łatwość obsługi jednego czujnika, zamiast dwóch.
Można również umieścić czujnik temperatury w tym samym korpusie co elementy pH i referencyjne. Pozwala to na dokonywanie pomiarów z kompensacją temperatury. Takie elektrody nazywane są elektrodami 3 w 1.
Wszystkie instrukcje obsługi zawierają niezbędne informacje dotyczące krótko- i długoterminowego przechowywania czujnika pH.
Przy użyciu i przechowywaniu czujnika pH zgodnie z zaleceniami, oczekiwana żywotność wynosi od 1 do 3 lat. Jednakże, wiele czynników może zmniejszyć żywotność czujnika pH. Jednym z nich jest jego użycie do pomiaru gorących lub bardzo zasadowych próbek. Innym czynnikiem mogą być uszkodzenia mechaniczne wynikające z nieprawidłowego przechowywania. Ponadto, jeśli roztwór do przechowywania pozwoli się wysuszyć lub wycieknie z powodu przechowywania w wysokich temperaturach, zamrożenia lub innych przyczyn, żywotność sondy może zostać znacznie skrócona.
Nachylenie i przesunięcie kalibracji są dobrymi wskaźnikami jakości czujnika pH. Gdy wartości te przekraczają pewne granice, elektrodę pH można uznać za zużytą. Dolna i górna granica dla nachylenia wynosi 85% i 105%, a dla offsetu -35 mV i 35 mV. Ponadto należy pamiętać, że niestabilny sygnał lub bardzo długi czas odpowiedzi w roztworze kalibracyjnym pH wskazuje na zaawansowane pogorszenie stanu czujnika pH. Zjawiska te są często związane z nieregularnymi zboczami i offsetami.
Niektóre z naszych czujników cyfrowych in-line oferują również diagnostykę predykcyjną, która wskazuje, kiedy czujnik musi zostać wymieniony.