Czym jest miernik pH
Miernik pH mierzy kwasowość lub zasadowość próbki, zanurzając w niej elektrodę i odczytując wynik na miejscu. Elektroda i wyświetlacz to jeden przyrząd, niezależnie od tego, czy jest to obudowa piórowa z sondą na końcu, jednostka ręczna na krótkim kablu, czy przyrząd stołowy ze statywem trzymającym osobną sondę. Czego nie robi, to nie stoi w żadnym miejscu i nie raportuje do niczego: miernik nosi się do próbki, odczytuje i odkłada.
To właśnie odróżnia go od analizatora pH, który jest zamocowany w rurociągu lub zbiorniku i utrzymuje wyjście prądowe dla systemu sterowania. Te dwa przyrządy nie konkurują ze sobą. Laboratorium pracujące według specyfikacji zwykle kończy z oboma: analizator do wartości ciągłej, a miernik do kontroli wokół niej, a miernik jest też tym, co umożliwia odczyt tam, gdzie nie ma żadnego rurociągu, w który można by cokolwiek zainstalować.
Trudność w zakupie rzadko dotyczy elektroniki. Dotyczy elektrody, postaci sondy i rutyny, według której odczyt będzie kalibrowany, bo to one rozstrzygają, co można zmierzyć i czy liczbie można zaufać. Ta strona omawia te decyzje oraz granicę wobec typów, którymi zapytanie o miernik pH często się okazuje.
Jak miernik pH dokonuje pomiaru
Szklana bańka pomiarowa i element odniesienia tworzą ogniwo elektrochemiczne, a napięcie na nim zależy od aktywności jonów wodorowych w roztworze, w którym zanurzona jest bańka. Odpowiedź jest logarytmiczna, więc równe kroki pH odpowiadają równym krokom napięcia, a nie proporcjonalnym, a miernik przelicza to napięcie na wartość pH w zmierzonej przez siebie temperaturze. Odczyt opiera się w całości na kalibracji ustalonej względem roztworów buforowych o znanym pH, dlatego miernik jest tak dobry, jak bufory, względem których go nastawiono.
W praktyce wynikają z tego trzy fakty. Bańka jest materiałem eksploatacyjnym: starzeje się, atakuje ją kwas fluorowodorowy i odwadnia się, jeśli pozwoli się jej wyschnąć między użyciami, więc trzeba ją utrzymywać w stanie wilgotnym. Połowa odniesienia ogniwa jest tak samo ważna jak połowa pomiarowa, a częściowo zatkane złącze odniesienia objawia się odczytem, który dryfuje lub reaguje wolno, czego żadna ponowna kalibracja nie leczy. A temperatura wchodzi dwukrotnie: raz jako poprawka, którą miernik stosuje do odpowiedzi elektrody, a raz jako właściwość samej próbki - układ kompensacji koryguje pierwsze, a nie drugie.
Postać przyrządu rozstrzyga więc, co jest praktyczne. Miernik piórowy idzie wszędzie, bez niczego do odłożenia i bez kabla, który by się ciągnął, i to umożliwia przegląd wielu punktów. Miernik stołowy trzyma sondę w statywie, dzięki czemu elektroda może się ustabilizować bez zakłóceń w trakcie odczytu, i to ułatwia uzyskanie powtarzalnego wyniku. Elektronika w obu jest podobna; zmienia się to, jak sonda jest podawana próbce.
Konfiguracje
Większość specyfikacji jest ustalana przez te decyzje, a nie przez klasę dokładności. Każda ogranicza następną, dlatego są rozstrzygane po kolei.
| Konfiguracja | Opcje do ustalenia | Co faktycznie rozstrzyga |
| Postać przyrządu | Obudowa piórowa lub kieszonkowa, jednostka ręczna na kablu oraz przyrząd stołowy ze statywem | Gdzie miernika można użyć i jak dotrzeć do próbki. Miernik piórowy nie potrzebuje stanowiska ani kabla; miernik stołowy pozwala sondzie ustabilizować się bez zakłóceń. |
| Rozdzielczość odczytu | 0,1 pH, 0,01 pH i drobniejsza w przyrządach specjalistycznych | Czy wynik można w ogóle porównać ze specyfikacją. Odczyt podany z dokładnością do 0,1 pH nie rozróżni różnicy 0,05. |
| Postać sondy | Bańka kulista, szpikulec, długi szpikulec oraz postać płaska lub powierzchniowa | Co można zmierzyć: próbkę ciekłą, masę półstałą, w którą się wciska, objętość materiału sypkiego albo powierzchnię i małą objętość. |
| Budowa elektrody | Bańka szklana lub korpus inny niż szklany oraz zamknięte lub uzupełnialne złącze odniesienia | Jak sonda zachowuje się w ośrodku i jak długo w nim przetrwa, zanim trzeba ją wymienić. |
| Kompensacja temperatury | Automatyczna z czujnika wbudowanego lub ręczne wprowadzenie temperatury próbki | Czy odczyt wykonany w jednej temperaturze można porównać z odczytem wykonanym w innej. |
| Układ kalibracji | Jeden, dwa lub trzy punkty buforowe oraz to, czy miernik rozpoznaje bufor i podaje nachylenie | Jak duża część dokładności opiera się na tym, że operator przestrzega rutyny, a jak dużą przyrząd pochłania sam. |
| Funkcje odczytu | Podtrzymanie, minimum i maksimum, wskazanie stabilności oraz rejestracja wewnętrzna | Czy wartość można przechwycić z dala od stanowiska i czy serię odczytów można zachować bez zapisywania jej ręcznie. |
| Uszczelnienie i zasilanie | Postać ogniwa lub baterii oraz stopień ochrony IP korpusu | Czy miernika można użyć w mokrym miejscu lub go spłukać i jak długo pracuje między wymianami ogniw. |
Jak wybrać miernik pH
| Czynnik | Dlaczego rozstrzyga o odpowiedzi | Jak ustalić to przed zapytaniem |
|---|
| Czym próbka rzeczywiście jest | Ciecz, masa półstała, powierzchnia i mała objętość wymagają każde innej postaci sondy | Opisz stan próbki, nie tylko jej nazwę. |
| Wymagana rozdzielczość i dokładność | Wynika ona z granicy, względem której ocenia się wynik, a nie z przyrządu | Podaj granicę odbioru i wartość, której dotyczy. |
| Temperatura próbek | Decyduje zarówno o wyborze elektrody, jak i o tym, czy kompensacja wystarcza | Podaj normalną i maksymalną temperaturę próbki. |
| Środowisko chemiczne | Kwas fluorowodorowy, silna zasada, siarczki i białka atakują każdy inną część ogniwa | Wymień każdy ośrodek, jaki zobaczy sonda, łącznie ze środkami czyszczącymi. |
| Gdzie miernik będzie używany | Stanowisko, brzeg zbiornika, mokra posadzka i przegląd w terenie stawiają różne wymagania korpusowi i uszczelnieniu | Opisz miejsce i to, czy jest mokre lub spłukiwane wężem. |
| Jak przechowuje się wyniki | Dziennik lub wartość przechwycona z przyrządu | Określ, czy odczyt ma być rejestrowany, eksportowany, czy tylko widziany. |
| Jak będzie kalibrowany | Liczba punktów buforowych i dostępność świeżych buforów wyznaczają pułap osiąganej dokładności | Powiedz, kto kalibruje, jak często i czym. |
Jeśli którakolwiek z tych kwestii pozostaje otwarta, prześlij to, co jest znane. Wycenę można wystawić na podstawie opisu zadania i doprecyzować po uzupełnieniu luk.
Najbliższe alternatywy
To są typy, o które zazwyczaj chodzi w zapytaniu o miernik pH, i punkt, w którym wybór jest naprawdę rozstrzygany.
| Najbliższa alternatywa | Co odróżnia go od miernika pH |
| Analizatory pH | Ta sama chemia elektrody zainstalowana w rurociągu i utrzymywana tam, z wyjściem prądowym, stykami alarmowymi i często układem czyszczenia. Miernik nosi się do próbki i odczytuje; analizator jest zamocowany i raportuje w sposób ciągły. Tam, gdzie wartość trzeba rejestrować, przesyłać lub używać do dozowania, jest to analizator, a miernik staje się przenośną kontrolą względem niego. |
| Mierniki pH procesowe | Stała instalacja przeznaczona do wskazania lokalnego, a nie do pętli sterowania. Siedzi między tymi dwoma: zostaje na miejscu jak analizator, ale niczym nie steruje. Tam, gdzie ktoś po prostu musi zobaczyć wartość przy zbiorniku, to jest ten przyrząd; tam, gdzie odczyt ma działać, już nie. |
| Analizatory ORP | Mierzy skłonność roztworu do utleniania lub redukcji, w miliwoltach, a nie jego kwasowość. Sterowanie dezynfekcją jest zwykle zadaniem ORP, ponieważ siła odkażająca chlorowanego strumienia zależy od więcej niż jego pH. Żaden z tych pomiarów nie zastępuje drugiego tam, gdzie przepis wymienia oba. |
| Mierniki przewodności | Liczy rozpuszczone jony, a nie jony wodorowe, co czyni go odpornym w zanieczyszczonych strumieniach i przydatnym do wody płuczącej oraz kontroli zanieczyszczeń. Nie potrzebuje złącza odniesienia ani kalibracji względem buforów. Nie odróżni kwasu od zasady i zwykle kupuje się go obok miernika pH, a nie zamiast niego. |
| Mierniki TDS | Podaje ogólną zawartość substancji rozpuszczonych, zwykle wyliczaną z odczytu przewodności. Odpowiada, ile jest rozpuszczone, a nie czy roztwór jest kwasowy czy zasadowy, i nie zależy od równowagi między nimi. |
| Paski porównawcze koloru i komparatory | Dają wynik względem nadrukowanej skali barw, bez elektrody, bez kalibracji i bez niczego, co trzeba przechowywać w stanie wilgotnym. Nadają się do zgrubnej kontroli, gdzie wartość ma się mieścić w przedziale. Nie mają rozdzielczości do podania, żadnego zapisu ani wyjścia, a barwa lub mętność próbki zakłócają odczyt. |
Pierwsze trzy z nich to instalacje stałe, a nie przyrządy w ręku, a ostatnie trzy odpowiadają na inne pytanie. Ustalenie, którym z nich jest wymaganie, zanim wybierze się miernik, jest tańsze niż odkrycie tego, gdy próbki są już badane.
Co powinna zawierać wycena
Pierwsza odpowiedź może być wyceną, a nie zestawem pytań, jeśli zapytanie zawiera te informacje. Jeśli wartość nie jest znana, wyślij opis zastosowania, a my potwierdzimy, co implikuje.
- Czym jest próbka i czy jest cieczą, masą półstałą, powierzchnią lub małą objętością
- Oczekiwany zakres pH oraz specyfikacja lub granica, względem której porównuje się wynik
- Normalna i maksymalna temperatura próbki
- Każdy ośrodek, jaki zobaczy sonda, łącznie ze środkami czyszczącymi
- Czy przyrząd jest używany na stanowisku, przy brzegu zbiornika, czy w terenie
- Czy odczyt ma być rejestrowany, eksportowany, czy tylko widziany i zapisany
- Jak miernik będzie kalibrowany i z użyciem jakich buforów
- Czy przyrząd ma pracować w miejscu mokrym lub mytym strumieniem wody
- Ilość, port docelowy i wymagana data dostawy
