O que é um analisador de pH
Um analisador de pH mede continuamente, no próprio ponto, a acidez ou a alcalinidade de uma corrente de processo e transforma essa leitura em um sinal sobre o qual um sistema de controle pode agir. A acidez não é medida diretamente: o sensor desenvolve uma pequena tensão através de uma membrana de vidro cuja resposta acompanha a atividade dos íons de hidrogênio da solução, e o analisador converte esse sinal em milivolts em um valor de pH a partir de uma calibração com compensação de temperatura.
A diferença prática entre um analisador e um medidor de pH é o que acontece depois da leitura. O medidor é levado até a amostra e lido; o analisador é instalado na linha ou no tanque e ali permanece, sustentando um sinal para uma bomba de dosagem, um controlador ou um registrador. É por isso que o tipo aparece onde o pH precisa ser mantido, e não apenas conferido - neutralização de efluentes, dosagem de produtos químicos, fermentação, tratamento de água de caldeira e de refrigeração, e processos de alimentos e bebidas em que um lote precisa ser comprovado dentro de uma faixa.
A maior parte da dificuldade nessas instalações não está na eletrônica. Está no eletrodo: se ele resiste ao meio, se a junção de referência continua aberta em uma corrente suja ou rica em proteínas e se alguém consegue alcançá-lo para limpar e calibrar. Esta página trata dessas decisões e do limite entre um analisador de pH e as medições vizinhas que muitas vezes são confundidas com ele.
Como um analisador de pH mede
Um eletrodo de medição de vidro e um eletrodo de referência formam uma célula cuja tensão depende da atividade dos íons de hidrogênio da solução entre eles. A relação é logarítmica, de modo que uma unidade de pH corresponde a uma variação fixa em milivolts, e não a uma variação linear; o analisador transforma essa diferença em milivolts em uma leitura de pH usando uma calibração estabelecida contra soluções-tampão conhecidas.
Dois fatos decorrem dessa construção. Primeiro, a medição é uma comparação, então a metade de referência da célula importa tanto quanto a metade de medição. Uma junção de referência entupida ou esgotada aparece como uma leitura que deriva ou demora a responder, e nenhuma nova calibração resolve. Segundo, a membrana de vidro é um consumível: ela envelhece, se desidrata quando é deixada secar e é atacada pelo ácido fluorídrico e pela soda cáustica concentrada em temperatura elevada. Uma leitura de pH que não mantém a calibração costuma estar informando o estado do eletrodo, e não uma falha no transmissor.
A temperatura muda a saída da célula e também muda a química do próprio processo. A compensação automática de temperatura corrige a resposta do eletrodo à temperatura medida, mas não corrige um processo cujo pH realmente muda com a temperatura. São duas coisas diferentes, e só uma delas é problema de compensação.
Opções de configuração
Grande parte da especificação é definida por essas decisões, e não pela classe de exatidão. Cada uma restringe a seguinte, e por isso elas são resolvidas em ordem.
| Configuração | Opções a definir | O que isso decide de fato |
| Tipo de eletrodo de medição | Bulbo de vidro, vidro de superfície plana e corpos não vítreos de estado sólido ou de antimônio | Se o sensor resiste ao meio e quanta manutenção ele exige. Uma superfície plana resiste a abrasão e a revestimento onde um bulbo sujaria ou quebraria. |
| Sistema de referência | Junção simples ou dupla, em forma de gel, recarregável ou de estado sólido | Como a referência se comporta em uma corrente suja, com sulfetos ou rica em proteínas. A junção dupla separa a referência da amostra, e é isso que a mantém viva em meios agressivos. |
| Compensação de temperatura | Automática, com sensor integral ou separado, ou manual | Se a indicação acompanha a resposta do eletrodo conforme a temperatura do processo se move. Sem isso, um eletrodo correto informa um número errado sempre que a temperatura difere do ponto de calibração. |
| Estilo de montagem | Imersão, inserção, montagem em passagem e conexões retráteis ou com válvula de esfera | Se o sensor pode ser alcançado e retirado sem esvaziar a linha. Em uma linha pressurizada, isso decide se a calibração é uma tarefa rotineira ou uma parada. |
| Arranjo do transmissor | Integral montado no cabeçote, ou um analisador separado montado em um ponto conveniente | Se o valor é lido onde está o tubo, ou onde uma pessoa pode vê-lo e operá-lo. |
| Saídas e controle | 4-20 mA, relés de alarme e de dosagem e opções de barramento digital | Se o analisador apenas informa, ou também aciona uma bomba de dosagem ou uma válvula. O controle por relé é o que permite um laço de neutralização autônomo. |
| Arranjo de limpeza | Limpeza manual, ou lavador automático por jato, escova ou ultrassom | Com que frequência alguém precisa abrir a linha. Em uma tarefa com incrustação, o método de limpeza define em grande parte o custo de manutenção. |
| Conexão de processo e material do corpo | Medida da conexão, profundidade de inserção e o material do corpo nas partes molhadas | Se o conjunto se aparafusa no ponto de conexão existente e resiste ao meio à temperatura e à pressão de processo. |
Como escolher um analisador de pH
| Fator | Por que isso decide a resposta | Como definir isso antes de cotar |
|---|
| Faixa de pH e a banda de controle | Um processo mantido apertado perto do ponto neutro e um que varre a escala inteira fazem exigências diferentes ao eletrodo e à rotina de calibração | Informe a faixa esperada e, principalmente, a banda que precisa ser mantida. |
| Temperatura de processo | Ela define tanto a escolha do eletrodo quanto a vida útil do sensor | Dê a temperatura normal e a máxima, inclusive a de qualquer ciclo de limpeza ou esterilização. |
| Ambiente químico | Ácido fluorídrico, soda cáustica concentrada, sulfetos e orgânicos atacam cada um uma parte diferente da célula | Liste todos os meios com que o sensor vai ter contato, inclusive agentes de limpeza. |
| Sólidos, fibras e tendência a incrustar | A incrustação entope a junção muito antes de danificar o vidro | Descreva o que há na corrente e se a linha já precisa de limpeza. |
| Pressão, e se ela varia | A junção de referência reage à pressão, e um vácuo ou uma pressão oscilante podem sugar a referência para dentro da amostra | Informe a pressão da linha e se ela é estável. |
| Acesso para manutenção | Um analisador que não pode ser alcançado é um analisador que deriva | Diga se o sensor pode ser retirado com a linha em operação e quanto espaço há em volta dele. |
| Classificação de área e lavagem | Eles mudam a carcaça e as conexões, e não apenas a etiqueta | Informe a classificação e se a área recebe jato de água. |
Se algum destes pontos ainda estiver em aberto, envie o que já souber. Um orçamento pode ser emitido a partir da descrição da tarefa e refinado quando as lacunas forem preenchidas.
As alternativas mais próximas
Estes são os tipos em que uma consulta sobre um analisador de pH normalmente se resolve, e o ponto em que a escolha realmente se decide.
| Alternativa mais próxima | Diferença em relação a um analisador de pH |
| Medidores de pH para processo | A mesma química de eletrodo em um conjunto mais simples, pensado para indicação local, e não para um laço de controle. Onde a leitura precisa acionar a dosagem ou ser registrada continuamente, o instrumento é o analisador; onde alguém só precisa ver o valor no tanque, o medidor basta. |
| Analisadores de ORP | Mede o potencial de oxidação-redução da solução em milivolts, que é o que a desinfecção e alguns laços de dosagem por oxidação realmente precisam. Não é um sucedâneo do pH: uma corrente clorada pode manter um pH estável enquanto o ORP se move, e o inverso também é possível. |
| Analisadores de condutividade | Conta íons dissolvidos, e não íons de hidrogênio. É muito mais robusto em correntes sujas e não precisa de junção de referência, e por isso é preferido no monitoramento de água de enxágue e na detecção de contaminação. Não distingue um ácido de uma base. |
| Analisadores de cloro | Mede diretamente o desinfetante residual. pH e cloro se relacionam na química, mas não são intercambiáveis no laço: onde a obrigação é um residual de cloro livre, medir o pH e inferir o cloro não comprova conformidade. |
| Medidores de TDS | Informa os sólidos dissolvidos totais, em geral derivados de uma leitura de condutividade. Responde quanto está dissolvido, e não se a solução é ácida ou alcalina, e não é afetado pelo equilíbrio entre as duas coisas. |
| Analisadores de qualidade da água | Um conjunto de vários parâmetros que pode trazer um canal de pH junto com outros. Atende uma estação de monitoramento em que se querem várias leituras de um só ponto; um analisador dedicado é a escolha melhor quando uma medição precisa ser controlada com rigor. |
Quatro dessas alternativas são especificadas com frequência quando a exigência era, na verdade, o pH, e duas delas não respondem à pergunta de jeito nenhum. Resolver isso antes de encomendar o instrumento sai mais em conta do que descobrir depois da instalação.
O que incluir na solicitação
A primeira resposta pode ser um orçamento, e não um conjunto de perguntas, se a consulta trouxer esses dados. Quando um valor não for conhecido, envie a descrição da função e confirmaremos o que ela implica.
- Nome e composição do meio, inclusive os fluidos de limpeza e esterilização
- Faixa de pH esperada e a banda que precisa ser mantida
- Temperaturas normal, máxima e de limpeza
- Pressão da linha, se ela é estável e se ocorre vácuo
- Sólidos, fibras, óleo ou tendência a incrustar na corrente
- Se a leitura precisa acionar a dosagem, ou apenas ser exibida e registrada
- Estilo de montagem possível no ponto de medição e acesso para remoção
- Saída necessária e o que vai lê-la
- Classificação de área e exigência de lavagem
- Quantidade, porta de destino e data de entrega necessária
