Часто задаваемые вопросы по измерению pH/ОВП

Расход не влияет на показатель рН, но может влиять на измеряемое значение. В большинстве обычных случаев (исключая воду высокой степени очистки) измеренные значения рН зависят от расхода очень слабо. Некоторые отклонения в пределах ± 0,1 pH могут возникать в результате явлений, возникающих в области диафрагмы электрода сравнения при скорости потока от 0 до 2 м/с у наконечника датчика. Объемный расход зависит от диаметра трубопровода.

Давление непосредственно воздействует на мембрану, способствуя проникновению в нее технологической среды, поэтому оно может в определенной степени влиять на показания. В области очень высоких и очень низких значений рН (< 4 или > 10 pH) влияние сильных перепадов давления, в зависимости от конкретных условий, может быть более ощутимым, порядка 0,2 pH.

Циклические изменения давления и расхода приводят к сжатию и расширению электролита в электроде, в результате которого электролит разбавляется или загрязняется, сокращая срок службы датчика рН. Максимальный срок службы датчика и оптимальные рабочие характеристики достигаются при его установке в боковом потоке с умеренным расходом и сбросом под атмосферным давлением.

При измерении рН чистой воды (< 40 мкСм/см) расход может сильно влиять на показания. Не следует устанавливать датчик непосредственно в пластмассовой проточной камере или фитинге, так как чистая вода, омывая изоляционные поверхности, создает статические заряды, что приводит к сильной зависимости показаний от расхода. Датчик следует устанавливать в заземленной проточной камере, изготовленной из нержавеющей стали и помещенной в поток с расходом 50–100 мл/мин и открытым стоком. Расход необходимо понижать, так как в чистой воде на мембране электрода сравнения возникают электрические потенциалы. Для повышения точности рекомендуется использовать проточную диафрагму электрода с заполняемым электролитом. Подобным образом устроен датчик Thornton pHure^TM, электрод которого заполнен гелевым электролитом под давлением.

Периодичность калибровки датчика рН сильно зависит от конкретных условий его применения. Чем стабильнее параметры технологической среды (температура, давление, состав, отсутствие отложений и т. д.), тем стабильнее показания датчика и шире калибровочный интервал. Большинство установленных датчиков рН калибруется еженедельно или ежемесячно, но на основании опыта эксплуатации эта периодичность может быть уменьшена или увеличена. Целесообразно начинать с более частой калибровки, постепенно увеличивая интервалы и следя за стабильностью и точностью показаний.

В каждой конкретной технологической среде изменение значений ОВП определяется рядом факторов. Реже всего причиной является нестабильность электротехнических характеристик прибора. На ОВП может повлиять изменение химического состава или рН в результате замены источника воды. Электроды сравнения для измерения ОВП приходится со временем заменять, так как они склонны к дрейфу по мере старения. Дополнительная информация — в инструкции по измерению ОВП.

Для стабильности показаний ОВП требуется наличие определенных окислительных или восстановительных свойств среды. В чистой воде дрейф ОВП возникает при изменении концентрации растворенного кислорода, при наличии следов посторонних примесей, а также при использовании датчика, который ранее был погружен в другой раствор.

Компания Thornton не рекомендует калибровать датчики ОВП в растворе. Значение ОВП, измеренное как абсолютная величина потенциала в милливольтах (электрически откалиброванным прибором), обеспечит достоверное сравнение результатов. Для проверки показаний датчика ОВП обычно используются стандартные растворы, но в промышленных условиях их погрешность слишком велика и не позволяет применять их для калибровки.

Стандартные растворы описаны в методике ASTM Practice D1498, включая буферные растворы, насыщенные хингидроном, которые чаще всего используются для измерения рН. Хингидрон — это органическое вещество, которое можно заказать у поставщиков реактивов. Такой раствор можно использовать только в свежеприготовленном виде, так как при контакте с воздухом происходит его окисление. Более длительной стабильностью характеризуются растворы соединений железа, также имеющиеся в продаже. Дополнительная информация — в инструкции по измерению ОВП.

Измерительные электроды рН и ОВП (в центре) изготавливаются, соответственно, из стекла и платины и служат очень долго, если не подвергаются механическому или химическому разрушению. В горячих щелочных растворах при рН свыше 10 и температуре свыше 60 градусов рабочие характеристики стеклянных рН-электродов постепенно ухудшаются в течение нескольких недель или месяцев. Под воздействием фтористоводородной кислоты концентрацией выше 5 ppm при рН менее 4 стеклянные рН-электроды теряют работоспособность в течение нескольких дней или часов, в зависимости от концентрации.

Датчики рН и ОВП общего назначения имеют электрод сравнения с ограниченным объемом электролита. Соли, содержащиеся в электролите, необходимы для установления электрического контакта с анализируемой средой через мембрану электрода сравнения (окружающего измерительный электрод). Из-за контакта с измеряемой средой соли постепенно вымываются, несмотря на то что их удерживает плотный гель.

Срок службы электрода сравнения в значительной мере определяется условиями его работы. Он может составлять от нескольких недель до нескольких лет, в зависимости от интенсивности перепадов температуры и давления, во время которых расширяющийся и сжимающийся электролит "выкачивается" из датчика. При наличии в образце примесей мембрана электрода сравнения загрязняется или покрывается осадком.

В обычной, не очень загрязненной среде при нормальных условиях срок службы датчика составляет от шести месяцев до двух лет, но он может сократиться в результате воздействия ряда факторов, наиболее распространенные из которых названы выше.

Если датчик рН или ОВП хранится при комнатной температуре с оригинальным защитным колпачком, а наконечник электрода помещен в раствор, то его рабочие характеристики могут сохраняться в течение года и более. Срок годности датчика может значительно сократиться, если раствор, в котором хранится датчик, вытекает из-за утечки, замерзания или по другой причине.