Senzor pH určuje zásaditosť alebo kyslosť roztoku. Spoločnosť METTLER TOLEDO ponúka široké portfólio pH senzorov pre rôzne priemyselné odvetvia, ako sú farmaceutický, chemický, potravinársky a nápojový priemysel, energetika a polovodiče, ako aj pre čistenie vody a odpadových vôd. Či už potrebujete senzor pH v laboratóriu alebo na použitie v prevádzke, máme vhodné senzory, ktoré spĺňajú všetky vaše požiadavky na použitie.
Senzor pH, nazývaný aj sonda alebo elektróda, je dôležitý nástroj, ktorý umožňuje používateľovi určiť zásaditosť alebo kyslosť roztoku. Sklenená membrána na jeho konci je citlivá na ióny H+. Okrem toho mnohé z našich pH senzorov ponúkajú aj redoxné meranie.
Vonkajšia strana sklenenej membrány vytvára pri styku s vodným roztokom gélovú vrstvu. Podobná gélová vrstva sa vytvára aj na vnútornej strane sklenenej membrány, pretože senzor je naplnený vodným roztokom elektrolytu. Ióny H+ v gélovej vrstve a v jej okolí môžu v závislosti od hodnoty pH difundovať do tejto vrstvy alebo z nej. Takto sa meria koncentrácia iónov H+ v roztoku. Ak je roztok zásaditý, H+ ióny difundujú z vrstvy a na vonkajšej strane membrány sa vytvorí záporný náboj. Keďže sklenená elektróda má vnútorný pufr s konštantnou hodnotou pH, potenciál na vnútornom povrchu membrány zostáva počas merania konštantný. Potenciál pH senzora je teda rozdiel medzi vnútorným a vonkajším nábojom membrány.
Účelom referenčného snímača je poskytnúť definovaný stabilný referenčný potenciál, na základe ktorého sa bude merať potenciál snímača pH. Aby to bolo možné, musí byť referenčný senzor vyrobený zo skla, ktoré nie je citlivé na H+ ióny v roztoku. Musí byť tiež otvorený voči prostrediu vzorky, do ktorého je ponorený. Na dosiahnutie tohto cieľa sa v hriadeli referenčného snímača vytvorí otvor alebo spoj, cez ktorý môže vnútorný roztok alebo referenčný elektrolyt vytekať do vzorky. Referenčný snímač a pH snímač (polovičný článok) musia byť v tom istom roztoku, aby boli merania správne.
K dispozícii je niekoľko referenčných systémov. Patria medzi ne systémy striebro/chlorid strieborný, jód/jodid a ortuť/kalomel, ako aj niektoré adaptácie. Pri moderných meraniach pH sa však takmer vždy používa systém striebro/chlorid strieborný. Potenciál tohto referenčného systému je definovaný referenčným elektrolytom a referenčným prvkom striebro/chlorid strieborný. Je dôležité, aby referenčný elektrolyt mal vysokú koncentráciu iónov, čo má za následok nízky elektrický odpor.
V kombinovaných senzoroch sú senzor pH (sklenený senzor) a referenčný senzor skonštruované vo forme dvoch koncentrických trubíc/komôr. Elektróda pH obklopuje referenčnú elektródu, ktoré sú navzájom prepojené prostredníctvom keramickej spojky. Tieto dve elektródy, hoci sú spojené, fungujú samostatne. Jediným rozdielom je jednoduchá manipulácia s jedným senzorom namiesto dvoch.
V tom istom telese ako pH a referenčné prvky možno umiestniť aj snímač teploty. To umožňuje vykonávať merania s kompenzáciou teploty. Takéto elektródy sa nazývajú elektródy 3 v 1.
Všetky používateľské príručky poskytujú potrebné informácie o krátkodobom a dlhodobom skladovaní senzorov pH.
Pri používaní a skladovaní pH senzora podľa odporúčaní je očakávaná životnosť 1 až 3 roky. Životnosť snímača pH však môže znížiť množstvo faktorov. Jedným z nich je jeho použitie na meranie horúcich alebo veľmi alkalických vzoriek. Ďalšími faktormi môže byť mechanické poškodenie v dôsledku nesprávneho skladovania. Taktiež ak sa skladovací roztok nechá vyschnúť alebo vytečie v dôsledku skladovania pri vysokých teplotách, mrazu alebo iných príčin, môže sa životnosť sondy výrazne skrátiť.
Sklon a posun kalibrácie sú dobrými ukazovateľmi kvality pH senzora. Keď tieto hodnoty prekročia určité hranice, pH elektróda sa môže považovať za opotrebovanú. Dolná a horná hranica pre sklon sú 85 % a 105 % a pre offset -35 mV a 35 mV. Okrem toho upozorňujeme, že nestabilný signál alebo veľmi dlhý čas odozvy v kalibračnom roztoku pH svedčí o pokročilom zhoršení stavu pH senzora. Tieto javy sú často spojené s nepravidelnými sklonmi a offsetmi.
Niektoré z našich digitálnych in-line senzorov ponúkajú aj prediktívnu diagnostiku, ktorá indikuje, kedy je potrebné senzor vymeniť.