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关于pH酸度变送器的技术资料

  • 时间:2015-07-11 08:49来源: 点击:
pH概念

 水的pH值表示水中氢离子活度的负对数值,表示为:pH=-lg[H+]
酸、碱、盐溶液都可以用氢离子浓度来表示溶液的酸碱度。由于氢离子活度的数值往往很小,在应用上很不方便,所以就用pH值这一概念来作为溶液酸碱性的判断指标。而且,氢离子活度的负对数值能够表示出酸性、碱性的变化幅度数量级的大小,这样应用起来就十分方便。并且:
纯水溶液中,[H+]=[OH-]=1x10-7M,pH=-lg[H+]=-lg 10-7=7;
酸性溶液中,[H+]>[OH-],[H+]>1x10-7M ,pH<7,pH值越小,表示酸性越强;
碱性溶液中,[H+]<[OH-],[H+]<1x10-7M ,pH>7,pH值越大,表示碱性越强
各溶液pH值对应关系可见下表:

玻璃电极测试原理:
        特制的玻璃电极玻璃膜对氢离子敏感,并在相当宽的范围内有良好的线性关系,能稳定地工作在较强的酸碱溶液中。银-氯化银电极作为参比电极与溶液相通,为玻璃电极提供一个恒定的基准电位,便组成了pH测量系统。
实验室pH电极和工业pH电极有什么区别
        实验室电极是在实验室环境条件下进行短时间的测量,而工业pH电极是在工业现场条件较差的环境条件下进行长期连续的测试。同时,实验室电极要求准确性好、响应快、重复性好,而工业电极则要求电极抗震、耐磨、耐高温并长期稳定性好,同时能抗各种电磁场干扰
为什么pH电极使用前必须浸泡:
        因为pH球泡是一种特殊的玻璃膜,在玻璃膜表面有一层很薄的水合凝胶层,它只有在充分浸泡后才能在膜表面形成稳定的H+层。若浸泡不充分,则测量时响应值会不稳定、漂移。浸泡在3Mol的KCL溶液中24小时即可。
pH电极的结构及选择:
       壳体:pH电极外壳一般采用塑料外壳(如:聚碳酸酯PC)和玻璃外壳两种,PC外壳耐碰撞和冲击,但适用温度<80℃,且在高碱溶液及部分介质中易受腐蚀。玻璃外壳适用温度0-150℃,除氢氟酸溶液外一般不受腐蚀,但易碰撞损坏。
       液接界(盐桥):液接界是沟通参比溶液和被测溶液的连接部件,又称盐桥。液接界要求电势稳定及复现性。一般接界材料有纤维材质、陶瓷芯、玻璃磨口等。纤维材质一般用于塑壳电极中,其溶液渗出速度较快,不易堵塞;陶瓷芯耐腐蚀性好,液接界电势的稳定性和复现性均较好,可用于高温介质中,是应用最广泛的液接界材料。
        pH敏感玻璃膜:pH敏感玻璃膜是由具有氢功能的锂玻璃熔融吹制而成,大部分电极均使用常规的敏感玻璃膜,但尚有用于高温介质、强酸强碱、高温蒸汽消毒(130℃)以及低电阻敏感玻璃膜等,应区别不同情况选用。
       参比电极:常规均使用Ag/AgCl参比电极,但一般的Ag/AgCl参比电极在高温下易溶解,电位不稳;毛细管结构的Ag/AgCl参比电极则具有十分稳定的参比电位,适合在高温和长期连续测试的条件下使用。
电极误差产生的主要原因及应对方案:
 稳定的参比系统是电极能否稳定工作,使用寿命更长的关键。液接界处参比液中氯离子的损失、污染以及隔膜的阻塞,会很大程度影响pH电极的性能,这个问题只能通过重新校验电极来解决。对于pH精度要求非常高的测量,电极应该在使用前不久进行校验。但在工业在线pH测量中,如果每支电极都这样做,工作量非常大。更糟糕的是,即使电极用pH缓冲液准确校验后,接下来的测量也未必精确。电极工作中如果介质压力大于参比电解质压力,会造成反渗透,严重污染电极,造成测量失准,甚至电极报废。
如何有效避免上述问题?针对上述情况,大明公司在pH传感器的设计上进行了如下创新:
   充压:气压使参比溶液始终以正方向向外渗透,避免污染
   增大容量:保证有更长的渗出时间
   减少渗出量:保证有更长的渗出时间
   采用双高阻测量电路:保证参比电极在缓慢渗出时仍有可靠的基准信号

 

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