pH 傳感器是如何製造的
在梅特勒-托利多,我們在生產 pH 傳感器和其他分析儀器時秉承瑞士工藝的傳統,並將其與數字技術相結合。在此視頻中了解我們如何在瑞士烏爾多夫的製造工廠生產智能傳感器管理 (ISM) pH 傳感器。
pH 傳感器確定溶液的鹼度或酸度。梅特勒-托利多為製藥、化工、食品和飲料、能源、半導體以及水和廢水處理等各個行業提供廣泛的 pH 傳感器產品組合。無論您是在實驗室中需要 pH 傳感器還是在線使用,我們都能提供滿足您所有應用要求的合適傳感器。
pH 傳感器,也稱為探針或電極,是一種重要工具,可讓用戶確定溶液的鹼度或酸度。末端的玻璃膜對 H +離子敏感。此外,我們的許多 pH 傳感器還提供氧化還原測量。
玻璃膜外遇水溶液形成凝膠層。類似的凝膠層也形成在玻璃膜的內側,因為傳感器充滿了電解質水溶液。凝膠層內和周圍的 H +離子可以擴散到該層中或擴散出該層,具體取決於 pH 值。因此,測量溶液的H +離子濃度。如果溶液呈鹼性,H +離子會擴散出層,並在膜的外側形成負電荷。由於玻璃電極具有pH值恆定的內部緩衝液,因此膜內表面的電勢在測量過程中保持恆定。因此,pH 傳感器電勢是膜內外電荷之間的差異。
參考傳感器的目的是提供定義的穩定參考電勢,pH 傳感器的電勢將根據該參考電勢進行測量。為了能夠做到這一點,參考傳感器需要由對溶液中的 H +離子不敏感的玻璃製成。它還必須對其浸入的樣品環境開放。為此,在參考傳感器的軸上開一個開口或連接點,內部溶液或參考電解質可以通過該開口或連接點流出到樣品中。參考傳感器和 pH 傳感器(半電池)必須在相同的溶液中才能正確測量。
有幾個參考系統可用。這些包括銀/氯化銀、碘/碘化物和汞/甘汞系統,以及一些改編。然而,銀/氯化銀系統幾乎總是用於現代 pH 測量。該參比系統的電勢由參比電解質和銀/氯化銀參比元件定義。重要的是參比電解質具有高離子濃度,這會導致低電阻。
在組合傳感器中,pH 傳感器(玻璃傳感器)和參考傳感器以兩個同心管/腔室的形式構造。 pH 電極包裹著參比電極,它們通過陶瓷結相互連接。這兩個電極雖然組合在一起,但功能獨立。唯一的區別是處理一個傳感器而不是兩個傳感器的容易程度。
還可以將溫度傳感器與 pH 和參考元素放在同一主體中。這允許進行溫度補償測量。這種電極稱為三合一電極。
所有用戶手冊都提供了有關短期和長期 pH 傳感器存儲的必要信息。
按照建議使用和存放 pH 傳感器時,預期壽命為 1 至 3 年。但是,許多因素會縮短 pH 傳感器的使用壽命。其中之一是它用於測量熱或強鹼性樣品。其他因素可能是存儲不當導致的機械損壞。此外,如果由於高溫、冷凍或其他原因導致存儲溶液變乾或洩漏,探頭的使用壽命可能會大大縮短。
校準的斜率和偏移量是 pH 傳感器質量的良好指標。當這些值超過一定限度時,pH 電極可被視為已用完。斜率的下限和上限為 85% 和 105%,偏移量為 -35 mV 和 35 mV。此外,請注意,pH 校準溶液中不穩定的信號或非常長的響應時間表明 pH 傳感器已嚴重退化。這些現象通常與不規則的坡度和偏移有關。
我們的一些在線數字傳感器還提供預測性診斷,指示何時必須更換傳感器。