Was pH-Messgeräte sind
Ein pH-Messgerät misst die Säure oder Alkalität einer Probe, indem es eine Elektrode in sie eintaucht und das Ergebnis vor Ort abliest. Elektrode und Anzeige sind ein Gerät, ob das ein Stiftkörper mit der Sonde an der Spitze ist, ein Handgerät an einem kurzen Kabel oder ein Tischgerät mit einem Stativ, das eine getrennte Sonde hält. Was es nicht tut, ist irgendwo zu verbleiben oder an etwas zu berichten: ein Messgerät wird zur Probe getragen, abgelesen und wieder abgesetzt.
Daran unterscheidet es sich von einem pH-Analysator, der fest in einer Leitung oder einem Behälter steht und einen Stromausgang für eine Steuerung hält. Die beiden sind keine konkurrierenden Geräte. Ein Labor, das nach einer Vorschrift arbeitet, endet üblicherweise mit beiden, der Analysator für den durchgehenden Wert und das Messgerät für die Kontrollen darum herum, und das Messgerät ist auch das, was eine Messung dort möglich macht, wo gar keine Leitung vorhanden ist, in die etwas eingebaut werden könnte.
Die Schwierigkeit beim Kauf liegt selten an der Elektronik. Es sind die Elektrode, die Form der Sonde und die Routine, nach der der Messwert kalibriert wird, denn diese entscheiden, was gemessen werden kann und ob die Zahl vertrauenswürdig ist. Diese Seite behandelt diese Entscheidungen und die Grenze zu den Bauarten, die eine Anfrage nach einem pH-Messgerät häufig entpuppt.
Wie pH-Messgeräte messen
Eine Glas-Messkugel und ein Referenzelement bilden eine elektrochemische Zelle, und die Spannung über ihr hängt von der Wasserstoffionenaktivität der Lösung ab, in der die Kugel steht. Die Antwort ist logarithmisch, sodass gleiche Schritte im pH gleich großen Spannungsschritten entsprechen und nicht proportionalen, und das Messgerät wandelt diese Spannung bei der von ihm gemessenen Temperatur in einen pH-Wert um. Der Messwert ruht vollständig auf einer Kalibrierung, die gegen Pufferlösungen bekannten pH-Werts vorgenommen wurde, weshalb ein Messgerät nur so gut ist wie die Puffer, gegen die es eingestellt wurde.
Drei Tatsachen folgen in der Praxis. Die Kugel ist ein Verbrauchsteil: sie altert, sie wird von Flusssäure angegriffen, und sie entwässert, wenn sie zwischen den Einsätzen trocken bleiben darf, weshalb sie feucht gehalten werden muss. Die Referenzhälfte der Zelle ist ebenso wichtig wie die Messhälfte, und eine teilweise verstopfte Verbindung zeigt sich als Messwert, der driftet oder langsam reagiert, was keine Neukalibrierung heilt. Und die Temperatur geht zweifach ein, einmal als Korrektur, die das Messgerät auf die Elektrodenantwort anwendet, und einmal als Eigenschaft der Probe selbst - eine Kompensationsschaltung korrigiert die erste und nicht die zweite.
Die Geräteform entscheidet dann, was in der Praxis möglich ist. Ein Stiftmessgerät geht überall hin, ohne dass etwas abgesetzt und kein Kabel nachgezogen werden müsste, was eine Vermessung über viele Punkte möglich macht. Ein Tischgerät hält die Sonde in einem Stativ, sodass die Elektrode ungestört zur Ruhe kommen kann, während der Messwert genommen wird, was ein wiederholbares Ergebnis leichter erreichbar macht. Die Elektronik in beiden ist ähnlich; was sich ändert, ist, wie die Sonde der Probe dargeboten wird.
Ausführungsvarianten
Der größte Teil der Spezifikation wird durch diese Entscheidungen festgelegt und nicht durch die Genauigkeitsklasse. Jede schränkt die nächste ein, deshalb werden sie der Reihe nach geklärt.
| Konfiguration | Festzulegende Optionen | Was sie tatsächlich entscheidet |
| Geräteform | Stift- oder Taschenkörper, Handgerät an einem Kabel und Tischgerät mit Stativ | Wo das Messgerät verwendet werden kann und wie die Probe erreicht wird. Ein Stiftmessgerät braucht weder Werkbank noch Kabel; ein Tischgerät lässt die Sonde ungestört zur Ruhe kommen. |
| Ablesauflösung | 0,1 pH, 0,01 pH und feiner bei Spezialgeräten | Ob das Ergebnis überhaupt mit einer Vorschrift verglichen werden kann. Ein auf 0,1 pH angegebener Messwert kann einen Unterschied von 0,05 nicht auflösen. |
| Sondenform | Kugelsonde, Stichsonde, lange Stichsonde sowie Flach- oder Oberflächenform | Was gemessen werden kann: eine flüssige Probe, ein Halbfestes, das hineingedrückt wird, ein Massenvolumen oder eine Oberfläche und ein kleines Volumen. |
| Elektrodenaufbau | Glaskugel oder nichtgläserner Körper und eine versiegelte oder nachfüllbare Referenzverbindung | Wie sich die Sonde im Medium verhält und wie lange sie dort überlebt, bevor sie ersetzt werden muss. |
| Temperaturkompensation | Automatisch über einen integrierten Sensor oder manuelle Eingabe der Probentemperatur | Ob ein bei einer Temperatur genommener Messwert mit einem bei einer anderen genommenen verglichen werden kann. |
| Kalibrieranordnung | Ein, zwei oder drei Pufferpunkte und ob das Gerät den Puffer erkennt und die Steigung meldet | Wie viel der Genauigkeit darauf ruht, dass die Bedienperson einer Routine folgt, und wie viel das Gerät selbst aufnimmt. |
| Messfunktionen | Halten, Minimum und Maximum, Stabilitätsanzeige und interne Protokollierung | Ob ein Wert weg von der Werkbank erfasst werden kann und ob eine Reihe von Messwerten ohne Aufschreiben bewahrt werden kann. |
| Abdichtung und Versorgung | Die Zellen- oder Batterieform und der Schutz gegen Eindringen des Gehäuses | Ob das Messgerät in einem nassen Bereich verwendet oder abgespritzt werden kann und wie lange es zwischen den Zellenwechseln läuft. |
So wählen Sie pH-Messgeräte aus
| Faktor | Warum er die Antwort bestimmt | Wie er vor der Anfrage geklärt wird |
|---|
| Was die Probe tatsächlich ist | Eine Flüssigkeit, ein Halbfestes, eine Oberfläche und ein kleines Volumen brauchen je eine andere Sondenform | Den Zustand der Probe beschreiben und nicht nur ihren Namen. |
| Geforderte Auflösung und Genauigkeit | Sie folgt aus der Grenze, gegen die das Ergebnis beurteilt wird, und nicht aus dem Gerät | Die Annahmegrenze angeben und den Wert, auf den sie angewandt wird. |
| Temperatur der Proben | Sie treibt sowohl die Elektrodenwahl als auch, ob die Kompensation ausreicht | Die normale und die höchste Probentemperatur angeben. |
| Chemische Umgebung | Flusssäure, starkes Ätzmittel, Sulfide und Proteine greifen je einen anderen Teil der Zelle an | Jedes Medium aufzählen, das die Sonde sieht, einschließlich Reinigungsmitteln. |
| Wo das Messgerät verwendet wird | Eine Werkbank, eine Behälterwand, ein nasser Boden und eine Feldvermessung stellen unterschiedliche Anforderungen an Gehäuse und Abdichtung | Die Lage beschreiben und ob sie nass ist oder abgespritzt wird. |
| Wie die Ergebnisse bewahrt werden | Ein Laborbuch oder ein vom Gerät erfasster Wert | Angeben, ob der Messwert protokolliert, exportiert oder nur gesehen werden muss. |
| Wie es kalibriert wird | Die Zahl der Pufferpunkte und die Verfügbarkeit frischer Puffer setzen die Obergrenze der erreichten Genauigkeit | Sagen, wer kalibriert, wie oft und womit. |
Ist einer dieser Punkte noch offen, senden Sie, was bekannt ist. Ein Angebot lässt sich gegen eine Aufgabenbeschreibung erstellen und nach Ergänzung der Lücken verfeinern.
Die nächstliegenden Alternativen
Das sind die Typen, um die es bei einer Anfrage für pH-Messgeräte meist tatsächlich geht, und der Punkt, an dem die Auswahl wirklich entschieden wird.
| Nächste Alternative | Was sie vom pH-Messgerät unterscheidet |
| pH-Analysatoren | Dieselbe Elektrodenchemie fest in der Leitung eingebaut und dort gehalten, mit Stromausgang, Alarmkontakten und oft einer Reinigungsvorrichtung. Ein Messgerät wird zur Probe getragen und abgelesen; ein Analysator steht fest und meldet durchgehend. Wo ein Wert protokolliert, übertragen oder zum Dosieren genutzt werden muss, ist das der Analysator, und das Messgerät wird zur tragbaren Kontrolle dagegen. |
| Prozess-pH-Messgeräte | Eine feste Installation für die örtliche Anzeige statt für einen Regelkreis. Sie steht zwischen den beiden: sie verbleibt am Platz wie ein Analysator, treibt aber nichts an. Wo jemand nur den Wert am Behälter sehen muss, ist dies das Gerät; wo der Messwert wirken muss, ist es das nicht. |
| ORP-Analysatoren | Misst das Bestreben der Lösung, zu oxidieren oder zu reduzieren, in Millivolt statt ihrer Säure. Die Desinfektionskontrolle ist normalerweise eine ORP-Aufgabe, weil die desinfizierende Kraft eines gechlorten Stroms von mehr abhängt als von ihrem pH-Wert. Keine der Messungen ersetzt die andere dort, wo eine Vorschrift beide nennt. |
| Leitfähigkeitsmessgeräte | Zählt gelöste Ionen statt Wasserstoffionen, was es in schmutzigen Strömen robust macht und für Spülwasser und Verunreinigungskontrollen nützlich. Es braucht keine Referenzverbindung und keine Kalibrierung gegen Puffer. Es kann eine Säure nicht von einer Base unterscheiden, und es wird üblicherweise neben einem pH-Messgerät gekauft statt anstelle eines. |
| TDS-Messgeräte | Meldet die gesamten gelösten Feststoffe, üblicherweise abgeleitet aus einem Leitfähigkeitswert. Es beantwortet, wie viel gelöst ist, nicht ob die Lösung sauer oder alkalisch ist, und es bleibt vom Gleichgewicht zwischen beiden unbeeinflusst. |
| Farbvergleichsstreifen und Komparatoren | Geben ein Ergebnis gegen eine gedruckte Farbskala, ohne Elektrode, ohne Kalibrierung und ohne etwas, das nass aufzubewahren wäre. Sie passen für eine grobe Kontrolle, wo der Wert nur innerhalb eines Bandes liegen muss. Sie haben keine Auflösung zu melden, keinen Befund und keinen Ausgang, und Farbe oder Trübung in der Probe stören den Messwert. |
Die ersten drei dieser Bauarten sind feste Installationen statt Geräte in der Hand, und die letzten drei beantworten eine andere Frage. Zu klären, welche von ihnen die Anforderung tatsächlich ist, bevor das Messgerät gewählt wird, lohnt sich mehr als das erst nach Beginn des Probenbetriebs herauszufinden.
Was die Anfrage enthalten sollte
Die erste Antwort kann ein Angebot sein statt einer Liste von Fragen, wenn die Anfrage diese Angaben enthält. Ist ein Wert nicht bekannt, senden Sie die Beschreibung der Aufgabe und wir bestätigen, was daraus folgt.
- Was die Probe ist und ob sie eine Flüssigkeit, ein Halbfestes, eine Oberfläche oder ein kleines Volumen ist
- Der erwartete pH-Bereich und die Vorschrift oder Grenze, gegen die das Ergebnis verglichen wird
- Normale und höchste Probentemperatur
- Jedes Medium, das die Sonde sieht, einschließlich Reinigungsmitteln
- Ob das Gerät an einer Werkbank, an einer Behälterwand oder im Feld verwendet wird
- Ob der Messwert protokolliert, exportiert oder nur gesehen und aufgeschrieben werden muss
- Wie das Messgerät kalibriert wird und mit welchen Puffern
- Ob das Gerät an einem nassen Ort oder unter Spritzwasser arbeiten muss
- Menge, Zielhafen und gewünschter Liefertermin
