⑴根据应用场合分类:可分为笔式PH计、便携式PH计、实验室PH计和工业PH计等。笔式pH计主要用于代替pH试纸的功能,具有精度低、使用方便的特点。便携式pH计主要用于现场和野外测方式,要求较高的精度和完善的功能。
⑵据仪器精度分类:可分为0.2级、0.1级、0.02级、0.01级和0.001级,数字越小,精度越高。
⑶根据读数指示分类:可分为指针式和数字显示式二种。指针式pH计现在已很少使用,但指针式仪表能够显示数据的连续变化过程,因此在滴定分析中还有使用。
⑷根据元器件类型分类:可分为晶体管式、集成电路式和单片机微电脑式,现在更多的是应用微电脑芯片,大大减少了仪器体积和单机成本;但芯片的开发成本很贵。
实验室pH计
实验室pH计是一种台式高精度分析仪表,要求精度高、功能全,包括打印输出、数据处理等等。
工业pH计
工业pH计是用于工业流程的连续测量,不仅要有测量显示功能,还要有报警和控制功能,以及安装、清洗、抗干扰等等问题的考虑。
工业酸度计|PH计的选用
在工业水处理和化工生产过程中,pH值作为一种重要的测试参数,靠人工用pH试纸测试是远远不够的.有时因pH值测不准,导致化工产品质量降低,甚至报废。为此工业酸度计应运而生,它是连续测量和数显pH值的专用仪器.其有测量准确度高、反应灵敏、读数准确可靠.特别适用于染化、制革、造纸、轻纺、制糖、医药及污水处理过程等。
工业酸度计是利用对溶液中pH值变化敏感的测量电极和有恒定电位的参比电极所 组成的工作电池来进行PH值测定的。此电池的电势大小和待测溶液的pH值呈直线关系,测量电势值的大小就可得知溶液的pH值。工业酸度计由pH传感器和数 显转换器两部分组成。其中PH传感器分两种形式: 一种采用高纯度金属锑作为测量电极,是负电极; 固体电极作为参比电极,是正电极,电位保持不变并带有温度补偿铜电阻,这对电极在不同的pH值溶液中能产生不同的输出电压。测量原理为: 当锑电极与被测液接触时使金属锑面与被测液发生极微的化学反应,表面蒙上一层极薄的氧化物(Sb2O3),锑面和氧化物之间电位差便是锑电极的电位。电位 大小取决于氧化物浓度,而浓度又取决于被测液中氢离子(H+) 的活度,即pH值的大小。要使锑电极连续正常工作,必须使锑面无污垢,可用旋转的刷片刷除垢层,形成新薄层(氧化物)来保证测量的准确性。另一种测量电极 采用玻璃电极.,其主要部分是一个对pH敏感的薄壁玻璃泡,泡内装有固定pH值的溶液,当中插入一个银-氯化银电极,作为内参比电极。这种玻璃电极测定 pH值的原理是基于测定该电极薄膜两侧产生的膜电位差。
工业酸度计在工业上应用很广,根据不同特点不同场合进行合理准确的选用尤为重要;选用应考虑以下两方面:一是pH传感器,二是数显转换器。选用pH传感器 为主,而pH传感器又分两种:第一种测量电极为锑电极,参比电极为固体电极,有常压式和压力式之分,它的壳体依据被测介质温度不同,分别用硬聚氯乙烯塑料 和1Cr18Ni9Ti不锈钢制成,广泛适用含机械杂质稍多,不宜用玻璃电极作为测量电极及测量准确度要求不高的场合。况且锑电极对于极大多数被测液均能 正常工作,但被测液中若含有较强的氧化剂、还原剂及重金属离子,须取样测试后方能决定是否适用。至于对不锈钢不能防腐蚀可采用金属铁或钦合金钥二钦改变材 质解决问题。由于锑电极较牢固,并带有机械清洗装置,可在恶劣环境下长期使用。第二种测量电极为玻璃电极,参比电极为甘汞电极,由于玻璃电极不受被测液中 氧化还原性物质的影响,应用很广泛。用铿玻璃吹制的敏感膜,能耐浓碱液,即使在pH为13以上,其误差也较小。若要测压力管道中的pH值,因甘汞电极没有 被加压,则甘汞电极中的氯化钾就不能渗入到被测液中,而被测液由于其压力大于甘汞电极上部压力,很可能流进甘汞电极,逐渐稀释井污染电解液.使参比电极的 恒定电位发生改变,造成极大的测量误差,甚至会堵塞传导通道,使测量无法进行。故一定要选用压力流通式传感器,另外加气压补偿,使甘汞电极上部压力大于管 道中被测液压力,而被测液含有少量能沾污电极的杂质,应选用带清洗装置的传感器。
在线PH计电极的清洗方法
目前使用的PH计电极多以玻璃电 极作为测量电极,以甘汞电极作为参比电极。当PH计计检测介质时,污染物会附着在玻璃电极上,将会影响玻璃电极产生的电势,进而影响到PH计计的示值,使灵敏 度和测量精度降低,甚至失效。因此对于PH计计在实际使用中的抗污性,一直有人在不断研究。又因PH计计使用范围广泛,PH计计测量的介质情况不同,PH计计电极 受污染程度也不一样,所以PH计计电极采用的清洗方法也不尽相同。
对在线PH计计,若测量介质较为干净(如锅炉给水为无盐水)或对PH计计污染程度较轻,可根据经验定期取出电极进行清洗。但这种方法在在线检测中越来越少被采用。因人工清洗不但费工、费时,而且会使测量中断,影响自动检测,所以在线PH计计宜采用自动清洗。我们采用超声波清洗和溶液喷射清洗组合的方法对PH计计电极进行自动清洗。
超声波清洗
在PH计计探头附近安装一个可以发生超声波的装置,由它发出超声波对PH计电极进行自动清洗。超声波的强弱通过调节超声波的振荡频率实现。它的安装采取了纵向方式,即超声波的探头安装在电极的下方。
溶液喷射清洗
在电极组件的附近装有清洗喷嘴,根据清洗要求,喷头定期喷水或其他溶液(如低浓度的盐酸、硝酸溶液)以冲刷或溶解的方式除去电极上的污染物。如配用的自 清洗系统采用质量分数为1%的稀HNO3溶液做清洗液,而用水时一般喷射压力较高些。溶液的喷射由程序控制器控制。在喷射时,PH计计需能控制输出保持在清 洗前的值不变,即此时锁定仪表输出,在清洗期间仪表输出保持不变,待清洗完毕溶液的PH计值稳定后,PH计计再进行检测输出。
总之,采用超声波清洗和溶液喷射清洗组合的方式对PH计电极进行清洗,效果较好。
怎么选择pH电极和pH控制系统
pH电极的选择
1.密封的 ,可重复充填的
历史上 , 稳定的参考电极需要一个相对高流量的液体接界。因此,所有的参考电极是可重复充填的。而近年来,密封的的,本质上非流通的设计已经显示了同样的稳定性。作 为永久密封的,这些电极消除了重复充填的需要,能够被浸没于水槽等液面下,在压力下应用而不需要额外的增压。除了几个例外,密封的参考电极是过程应用的最 好选择。
2.单接界 ,双接界
很多pH 参考电极能够使用单接界。 然而对于样品含如重金属,硫化物,蛋白质和其它能够和银离子作用生成沉淀阻塞接界的材料,双接界设计,使用 KNO3接触样品可以防止这些反应,并且防止更多的蛋白质污染。
3)温度补偿 - 手动或自动 (ATC)
很多中和的操作不需要ATC,由于在pH 值接近7时没有误差。如果这个应用有宽广的PH和温度,ATC是有用的。你需要决定,对于你特定的应用,ATC的费用和有多重要。任何仪表有ATC功能, 就可以转变手动温度补偿。小心的考量如何选择您的 pH电极。包含内置温度补偿的电极,和内置前置放大会导致更换电极费用过大。由于温度测量元件和前置放大一般比pH 电极的寿命要长。 选择温度测量元件和前置放大元件是可重复使用并分离的,是比较好的。
4)支撑部件
有几种pH电极的支撑选择。 选择下面的几种选择可以满足特殊安装的需要。
浸没式安装 : 使用于水槽,水池,开放的渠道,开放的水箱等
旁路式安装 : 使用于 ¾ 英寸 旁路管线
在线式安装 : 使用于水箱或者管线用 3/4 英寸的 T 型接头
插入式安装 : 使用于实际管线,深入几个英寸,而电极可以移出而无需关闭运行管线 .
电极问题
最常见的电极故障是 :油或固体包被,而需要经常清洁。pH 球过早损坏或失效,由于含有固体材料的溶液的研磨导致。参考电极接界的污染或阻塞,需要经常清洁。 溶液中的物质可以和电极中的银离子反应,沉淀阻塞电极接界,导致寿命的缩短。小心选择pH电极,可以解决这些问题。例如pH和电极的生产商已经研发 了耐用和经济的pH 电极用于今天的工艺过程。一种平表面自清洗电极被设计,可以解决或减少上面提到的问题。平表面的设计优于通常的球形表面设计。原因如下:在搅拌或流通的溶 液中,球形电极表面的背侧和下侧没有流量冲刷,会导致包背累积。而平表面设计,溶液会不断经过电极表面,在很多应用中,这种流通会保持电极表面清洁。而损 坏和非正常失效也会减少。 因为粒子仅仅是经过表面,而不会直接对玻璃进行冲击。通常的球形表面电极有非常小的参考路径;而平表面电极优化了大表面面积的渗水材料应用于参考接界,它 由几千个参考渗透路径,而这些所有的路径被阻塞的时间就很长了,所以寿命就很长。平表面设计采用双接界设计,可以消除蛋白质的影响。
pH 电极的安装
pH电极的位置,针对被测量介质是比较重要的。完美的混合水槽内的溶液是比较困难的。如果电极和加化学品的位置比较接近,那么电极的传感的PH信号 可能太早;如果太近的话,信号也可能太晚了,可能造成过度调节。 合理的设置 PH电极的位置是需要一些经验的。当购买或更新一个pH 中和系统时,知晓什么样的产品合适,以及潜在的问题是重要的。合适的的 pH 电极选择可以节省时间,费用,并帮助确保无故障的运行。