PH Valfi Nasıl Hesaplanır? PH Sensörünün Temelleri ve Çalışması

PH'ı tanımlama

pH, herhangi bir çözeltideki hidrojen iyonu konsantrasyonunun litre başına gram-eşdeğerinin sayısal temsilidir. 0 ile 14 arasında değişir. Çözeltinin litresi başına hidrojen iyonlarının mollerinin logaritmik ölçümüdür. 0 ila 7 arasında bir pH değerine sahip çözeltiler, büyük bir hidrojen iyon konsantrasyonuna sahip asidik çözeltiler iken, 8 ila 14 arasında pH değerlerine sahip çözeltiler, küçük hidrojen konsantrasyonlu bazik çözeltilerdir. PH değeri 7 olan solüsyonlar nötr solüsyonlardır. PH'ın ölçülmesi, bir çözeltinin alkalinite veya asitlik ölçüsünü verir.

PH ölçümü neden önemlidir?

• 7.35 ile 7.45 arasında olması gereken kan pH seviyesini izlemek için
• İhtiyaçlara göre mahsullerin optimum büyümesi için toprağın pH seviyesini izlemek.
• Yağmur suyu daha asidik hale gelirse, havadaki kirleticileri tespit edebilmek için yağmurun pH'ını izlemek.
• Süt, şampuan vb. Gibi diğer birçok günlük kullanılan ürünün pH'ını izlemek için.

Bir çözeltinin pH'ını ölçmenin Üç Yolu

• Bir çözelti içine yerleştirildiğinde rengini buna göre değiştiren bir gösterge şeridi kullanmak. Şerit daha sonra çıkarılır ve rengi, karşılık gelen pH değerine karar vermek için renk çizelgesindeki bir renkle eşleştirilir.
• Bilinmeyen solüsyonun sıvıya eklendiği ve sıvının değişen renginin, pH değerine karar vermek için renk çarkında zaten mevcut olan bir renkle eşleştirildiği bir pH gösterge sıvısı kullanmak.
• Çözeltinin içine bir probun kolayca yerleştirilebildiği ve pH okumasının yapılabildiği bir pH sensörü kullanarak.

5 pH metre kullanmanın diğer yöntemlere göre avantajları

• Daha doğru ölçümler verirler.
• Kolaylıkla kullanılabilirler.
• PH okuması nispeten daha kolaydır.
• 1 / 100'e kadar ölçüm yapabildikleri için daha hassas ölçümler verirler^incipH birimi.
• Yeniden kullanılabilirler.

PH Ölçer veya pH Sensörünün Prensibi

pH metre, temel olarak, iki sıvının bir arayüzünün ölçülebilen bir elektrik potansiyeli oluşturduğu gerçeği üzerinde çalışır. Başka bir deyişle, camdan yapılmış bir mahfaza içindeki bir sıvı, bu sıvı dışındaki bir çözelti içine yerleştirildiğinde, iki sıvı arasında bir elektrokimyasal potansiyel oluşur.

pH Sensör Bileşenleri

Temelde 4 bileşenden oluşan bir elektrottur:

• Bir ölçüm elektrodu : Camdan yapılmış bir tüptür ve kendisine kaynaklanmış, pH değeri 7 olduğu bilinen Potasyum Klorür çözeltisi ile doldurulmuş ince bir cam ampulden oluşur. Ayrıca bir gümüş elemente bağlı bir gümüş klorür bloğu içerir. Bilinmeyen çözeltinin pH'ını ölçmek için kullanılan voltajı üretir.

Bir Ölçüm Elektrodu

• Bir Referans Elektrot : Potasyum klorürün sonunda civa klorür bloğu ile yakın temas halinde bulunan potasyum klorür çözeltisinden oluşan cam bir tüptür. Tüm devreyi tamamlamak için kararlı bir sıfır voltaj bağlantısı sağlamak için kullanılır.

  

  Bir Referans Elektrot

• Ön amplifikatör : Sinyal koşullandırma cihazıdır ve yüksek empedanslı pH elektrot sinyalini düşük empedans sinyaline dönüştürür. Sinyali güçlendirir ve stabilize ederek elektrik gürültüsünden daha az etkilenir.

Ön amplifikatör

• Verici veya Analizör : Sensörün elektrik sinyalini görüntülemek için kullanılır ve sıcaklıktaki değişikliği telafi etmek için bir sıcaklık sensöründen oluşur.

Verici veya Analizör

PH Sensörünün Çalışması:

PH Sensörünün Çalışması

Elektrot, pH'ı ölçülecek olan bir çözelti ile doldurulmuş beherin içine yerleştirilir. Ölçüm elektrodunun sonunda kaynaklanmış olan cam ampul, iyon seçici bir bariyer görevi görmesini sağlayan ve bilinmeyen çözeltiden gelen hidrojen iyonlarının bariyerden geçmesine ve camla etkileşime girmesine izin veren, ona katkılı lityum iyonlarından oluşur. hidrojen iyonu konsantrasyonu ile ilgili elektrokimyasal potansiyel. ölçüm elektrot potansiyeli dolayısıyla hidrojen iyonu konsantrasyonu ile değişir. Öte yandan, referans elektrot potansiyeli, hidrojen iyonu konsantrasyonu ile değişmez ve ölçüm elektrodunun karşılaştırıldığı kararlı bir potansiyel sağlar. Gözenekli bir ayırıcı aracılığıyla bilinmeyen çözelti ile iyon alışverişine izin verilen nötr bir çözeltiden oluşur, böylece tüm devreyi tamamlamak için düşük dirençli bir bağlantı oluşturur. İki elektrot arasındaki potansiyel fark, sistemin hidrojen iyonu konsantrasyonunun veya pH'ının doğrudan bir ölçümünü verir ve önce güçlendirmek için önceden yükseltilir ve ardından voltmetreye verilir.

U = E_pH- DIR-DİR_ref

DIR-DİR_pH- Ölçüm elektrodunun voltaj potansiyeli

DIR-DİR_ref- Referans elektrotun voltaj potansiyeli

PH, pH'daki her değişiklik için toplam potansiyeldeki değişikliğin olduğunu belirten Nernst denklemine göre hesaplanır.

U = -kTpH

k- Boltzmann sabiti, T- sıcaklığı.

PH Ölçümünde Önlemler:

• Ölçüm elektrodunun elektrot potansiyeli, pH ölçümünü etkileyebilecek olan sıcaklıkla değişme eğilimindedir. Bu nedenle, bir sıcaklık dengeleme tekniği sağlanacaktır. Manuel olarak ayrı bir sıcaklık ölçümü yapılarak ve pH metreye değer girilerek veya aşağıdakilerden oluşan otomatik bir sıcaklık kompanzasyonu kullanılarak elde edilir. Sıcaklık sensörü pH metreye beslenir.
• Cam aslında kötü bir elektrik iletkeni olduğu için, ölçüm elektrodu aslında referans elektrotunkine kıyasla yüksek bir direnç sağlar ve çıkış ölçümünü etkileyen büyük bir voltaj düşüşüne neden olur. Bu soruna bir çözüm, yüksek dirençli güçlendirilmiş bir sayaç kullanmak veya sıfır denge voltajı ölçüm kurulumu kullanmaktır.
• Hidroflorik asit camı çözdüğü için herhangi bir solüsyonda kullanılmamalıdır.

Piyasada Bulunan Modern pH Sensörleri:

• PHE-45P : 0.02pH hassasiyetle tüm aralıkta pH ölçebilir ve -5 ile + 95⁰C sıcaklık aralığında çalışır. Bir sıcaklık dengeleyici Pt1000 RTD'den oluşur.

PHE-45P

• WQ201 pH Sensörü : Global Water Instrumentation Inc. tarafından ölçülür ve 4-20 mA çıkışa sahip, 500 ft uzunluğa kadar 25 ft deniz tipi kablolara monte edilir.

WQ201 pH Sensörü

PH Sensörünü İçeren Uygulamalar

pH Kontrolü

pH ölçümü, endüstriyel yıkayıcılardaki kimyasalların kontrol edilmesi, şeker rafinerilerindeki kükürt dioksitin ölçülmesi ve su arıtmada pıhtılaşmanın optimize edilmesi gibi birçok endüstriyel uygulamada önemli bir rol oynar. Asitleri ve bazları nötralize etmek için bir kontrol noktası sağlar.

PH kontrol sistemi, çözeltinin pH'ını ölçmek için kullanılır ve ayrıca çözeltiyi nötr olarak tanımlanmış bir pH'ta tutmak için bir nötrleştirici maddenin eklenmesini kontrol eder. PH analizörü ve iki veya daha fazla pH sensöründen oluşur.

pH Kontrolü

Artık pH sensörü ve pH kontrolündeki uygulaması hakkında temel bir bilgiye sahip olduğumuza göre, bu sensörün diğer bazı uygulamaları hakkında bize bilgi verin. Ayrıca bu konuyla veya elektrik ve elektrikle ilgili sorularınız varsa elektronik projeler aşağıdaki yorumları bırakın.

Fotoğraflar Kredi -

• Ölçme Elektrotu Sensorland
• A Referans Elektrotu Sensorland
• Gönderen veya Analizör tarafından Web.tradekorea
• PH Sensörünün Çalışması Deniz arkadaşları
• PHE-45P tarafından Omega
• WQ201 pH Sensörü Globalw
• pH kontrol sistemi ISA