pH 분석기의 정의
pH 분석기는 공정 흐름의 산성이나 알칼리성을 그 자리에서 연속으로 측정하고, 그 측정값을 제어 시스템이 작동에 쓸 수 있는 신호로 바꿉니다. 산성도는 직접 측정되지 않습니다. 센서는 용액의 수소 이온 활성도에 응답하는 유리 막을 사이에 두고 작은 전압을 발생시키고, 분석기는 그 밀리볼트 신호를 온도가 보정된 교정을 기준으로 pH 값으로 바꿉니다.
분석기와 pH 미터의 실무적 차이는 측정한 뒤에 일어나는 일입니다. 미터는 시료에게로 가져가서 읽고, 분석기는 배관이나 탱크에 설치되어 그 자리에 머물며 정량 펌프, 컨트롤러 또는 기록계를 위한 신호를 계속 유지합니다. 그래서 이 제품형은 pH가 확인되기만 하는 것이 아니라 유지되어야 하는 곳이라면 어디에든 나타납니다. 방류수 중화, 약품 정량 주입, 발효, 보일러수와 냉각수 처리, 그리고 한 배치의 결과가 정해진 대역 안에 있음을 입증해야 하는 식품 또는 음료 공정입니다.
이런 설치에서 어려운 부분은 통상 전자 회로가 아닙니다. 어려운 부분은 전극에 있습니다. 전극이 매체 속에서 견디는지, 더럽거나 단백질이 많은 흐름에서 기준 접합부가 막히지 않고 유지되는지, 그리고 세척하고 교정하려고 누가 거기 닿을 수 있는지입니다. 이 페이지는 그 결정들과, pH 분석기와 자주 혼동되는 가까운 측정 사이의 경계를 다룹니다.
pH 분석기 측정 원리
유리 측정 전극과 기준 전극이 하나의 전지를 이루고, 그 전지의 전압은 둘 사이 용액의 수소 이온 활성도에 좌우됩니다. 관계는 로그 특성이므로 pH 한 단위는 비례하는 간격이 아니라 밀리볼트의 같은 변화에 대응합니다. 분석기는 그 밀리볼트 차이를, 알려진 완충용액에 대해 세운 교정을 이용해 pH 측정값으로 바꿉니다.
그 구조에서 두 가지 사실이 따라나옵니다. 첫째, 측정은 비교이므로 전지의 기준쪽은 측정쪽만큼 중요합니다. 기준 접합부가 막히거나 고갈되면 다시 교정해도 고칠 수 없는 표류나 느린 응답으로 나타납니다. 둘째, 유리 막은 소모품입니다. 노화하고, 마르도록 두면 탈수되며, 높은 온도에서는 불산과 강한 알칼리에 침식됩니다. 교정을 유지하지 못하는 pH 측정값은 통상 트랜스미터의 고장이 아니라 전극의 상태를 보고하는 것입니다.
온도는 전지 출력을 바꿀 뿐 아니라 공정 자체의 화학도 바꿉니다. 자동 온도 보정은 계기가 측정한 온도에 맞춰 전극 응답을 바로잡아 주지만, 온도에 따라 pH가 실제로 움직이는 공정까지 바로잡아 주지는 못합니다. 둘은 다른 문제이고, 그중 하나만 보정의 문제입니다.
구성 옵션
사양의 대부분은 정확도 등급이 아니라 이 결정들에서 정해집니다. 앞의 결정이 뒤를 제약하기 때문에 순서대로 확정하는 것입니다.
| 구성 | 선택 항목 | 실제로 무엇을 결정하는가 |
| 측정 전극 형식 | 구형 유리, 평면 유리, 그리고 유리가 아닌 고체형 또는 안티몬 바디 | 센서가 매체 속에서 견디는지, 그리고 유지보수가 얼마나 필요한지 결정합니다. 평면은 구형이면 오염되거나 깨지는 자리에서 마모와 피막 형성에 저항합니다. |
| 기준계 | 단일 접합 또는 이중 접합, 그리고 젤 충진형, 보충형 또는 고체형 | 더럽거나 황화물이 있거나 단백질이 많은 흐름에서 기준쪽이 어떻게 동작하는지 결정합니다. 이중 접합은 기준쪽을 시료와 떨어뜨려 놓으며, 그것이 침식성이 강한 매체에서 기준쪽을 살려 둡니다. |
| 온도 보정 | 자동, 일체형 또는 분리형 센서를 사용, 또는 수동 | 공정 온도가 움직일 때 표시값이 전극 응답을 따르는지 결정합니다. 보정이 없으면 올바른 전극도 교정점과 온도가 다를 때마다 틀린 값을 보고합니다. |
| 설치 방식 | 침지, 삽입, 유체 통과형, 그리고 인출식 또는 볼 밸브 피팅 | 배관을 비우지 않고 센서에 닿아 인출할 수 있는지 결정합니다. 가압 배관에서는 이것이 교정을 상시 작업으로 할지 운전을 세우고 할지를 정합니다. |
| 트랜스미터 구성 | 전극머리 일체형 설치, 또는 보기 좋은 지점에 따로 설치하는 분석기 | 값을 배관이 있는 자리에서 읽는지, 사람이 보고 조작할 수 있는 자리에서 읽는지 결정합니다. |
| 출력과 제어 | 4-20 mA, 경보 및 정량 릴레이, 그리고 디지털 버스 선택 | 분석기가 보고만 하는지, 정량 펌프나 밸브까지 구동하는지 결정합니다. 릴레이 제어가 독립적인 중화 루프를 가능하게 합니다. |
| 세척 구성 | 수동 세척, 또는 자동 분사, 브러시 또는 초음파 세척 | 얼마나 자주 배관을 열어야 하는지 결정합니다. 오염되는 적용에서는 세척 방법이 유지보수 비용의 대부분을 정합니다. |
| 공정 연결과 몸체 재질 | 피팅 치수, 삽입 깊이, 그리고 접액부 몸체 재질 | 조립품을 기존 설치부에 볼트로 체결할 수 있는지, 그리고 공정 온도와 압력에서 매체를 견디는지 결정합니다. |
pH 분석기 선택 방법
| 요소 | 답을 좌우하는 이유 | 문의 전에 결정하는 방법 |
| pH 범위와 제어 대역 | 중성점 부근에서 좁게 유지되는 공정과 눈금 전체에 걸쳐 움직이는 공정은 전극에도 교정 절차에도 서로 다른 요구를 합니다 | 예상되는 범위를 적고, 더 중요한 항목인 유지해야 하는 대역을 함께 적어 주십시오. |
| 공정 온도 | 전극 선택과 센서 수명을 모두 좌우합니다 | 세척이나 살균 주기가 있다면 그것까지 포함해 정상 온도와 최대 온도를 적어 주십시오. |
| 화학적 환경 | 불산, 강한 알칼리, 황화물, 유기물은 각각 전지의 다른 부분을 침식합니다 | 세척제를 포함해 센서가 만나는 모든 매체를 적어 주십시오. |
| 고형물, 섬유 및 피막 형성 경향 | 오염은 유리를 손상시키기 전에 접합부를 막습니다 | 흐름 속에 무엇이 들어 있는지, 그리고 이미 세척이 필요한 상태인지 설명해 주십시오. |
| 압력, 그리고 그것이 변하는지 | 기준 접합부는 압력에 반응하고, 진공이나 흔들리는 압력은 기준액을 시료 쪽으로 끌어들일 수 있습니다 | 배관 압력과 그것이 일정한지 적어 주십시오. |
| 유지보수를 위한 접근 | 닿을 수 없는 분석기는 표류하는 분석기입니다 | 가동 중인 배관에서 센서를 인출할 수 있는지, 그 주위에 공간이 얼마나 있는지 알려 주십시오. |
| 위험 구역 분류와 세척 | 표시만 바꾸는 항목이 아니라 하우징과 피팅을 바꾸는 항목입니다 | 구역 분류를 적고 물을 뿌려 세척하는 자리인지 알려 주십시오. |
아직 정하지 못한 항목이 있으면 알려진 내용만 보내 주십시오. 적용 내용만으로 견적을 먼저 보내 드리고, 빈 부분을 채운 뒤에 확정할 수 있습니다.
가장 유사한 대체 제품
pH 분석기 문의가 보통 귀결되는 제품 유형과, 선택이 실제로 갈리는 지점입니다.
| 가장 가까운 대안 | pH 분석기와의 차이 |
| 공정용 pH 미터 | 같은 전극 화학을 더 단순한 조립품으로 만든 것으로, 제어 루프가 아니라 그 자리 표시를 목표로 합니다. 측정값으로 정량 주입을 구동하거나 계속 기록해야 하는 자리에서는 분석기가 알맞은 계기이고, 탱크에서 값을 보기만 하면 되는 자리에서는 미터로 충분합니다. |
| ORP 분석기 | 용액의 산화 환원 전위를 밀리볼트로 측정하며, 소독과 일부 산화 정량 루프가 실제로 필요로 하는 값이 이것입니다. pH를 대신하는 값이 아닙니다. 염소 처리한 흐름은 ORP가 움직여도 pH는 일정하게 유지될 수 있고, 그 반대도 똑같이 가능합니다. |
| 전기 전도도 분석기 | 수소 이온이 아니라 용존 이온의 수를 셉니다. 더러운 흐름에서 훨씬 강하고 기준 접합부가 필요 없으므로, 헹굼물 감시와 오염 검출에서는 이쪽이 더 자주 선택됩니다. 산과 알칼리를 구별하지는 못합니다. |
| 염소 분석기 | 잔류 소독제를 직접 측정합니다. pH와 염소는 화학에서 관련되어 있어도 제어 루프에서 서로를 대신하지 못합니다. 자유 잔류 염소를 요구하는 자리에서는 pH를 측정하고 염소를 추정하는 것으로 규정 준수가 입증되지 않습니다. |
| TDS 미터 | 총 용존 고형물을 표시합니다. 보통 전도도 측정값에서 산출하며, 얼마나 녹아 있는지는 답하지만 용액이 산성인지 알칼리성인지는 답하지 않고, 두 성분의 비율에도 영향을 받지 않습니다. |
| 수질 분석기 | pH 채널을 다른 파라미터와 함께 담을 수 있는 다중 파라미터 조립품입니다. 한 지점에서 여러 측정값을 원하는 감시 지점에 맞고, 하나의 값을 좁게 제어해야 하는 자리에서는 전용 분석기가 더 알맞은 선택입니다. |
여기서 넷은 pH가 실제로 요구된 자리에도 자주 명시되고, 둘은 그 질문에 아예 답할 수 없습니다. 계기를 주문한 뒤에 그것을 알게 되는 것보다 주문 전에 정해 두는 편이 비용이 적습니다.
해당 문의에 포함할 내용
문의에 이 내용들이 담겨 있다면 첫 회신은 질문 목록이 아니라 견적이 될 수 있습니다. 수치를 모르는 경우 측정 업무 내용을 보내 주시면 무엇을 의미하는지 확인해 드립니다.
- 매체 이름과 성분, 세척액 및 살균액 포함
- 예상 pH 범위와 유지해야 하는 대역
- 정상 온도, 최대 온도, 세척 온도
- 배관 압력과 그 안정 여부, 그리고 진공이 발생하는지
- 흐름 속의 고형물, 섬유, 유분 또는 피막 형성 경향
- 측정값으로 정량 주입을 구동해야 하는지, 표시하고 기록하기만 하면 되는지
- 측정 지점에서 가능한 설치 방식과 분리를 위한 접근
- 필요한 출력과 이를 읽는 기기
- 구역 분류와 세척 요구
- 수량, 목적지 항구, 요구 납기