Controlador de pH e ORP online

Um analisador de pH é o instrumento que transforma a acidez em algo com que um sistema de controle pode agir. Ele fica na linha ou na parede do tanque, lê continuamente por um eletrodo de vidro e mantém uma saída de corrente que uma bomba de dosagem, um controlador ou um registrador pode acompanhar. Esta linha cobre três controladores de painel construídos sobre a mesma química de eletrodo: uma categoria principal de 4,3 polegadas, com duas saídas isoladas e um contato de limpeza separado, e duas categorias de 2,8 polegadas que trazem a mesma exatidão em pH em invólucros menores, com uma única saída.

As categorias são mais fáceis de ler como uma decisão sobre o invólucro e sobre o laço, e não sobre a medição. As três leem pH com ±0,02, e as três aceitam os mesmos eletrodos. O que muda abaixo da categoria principal é quantos valores o instrumento pode transmitir ao mesmo tempo, quantos contatos ele oferece e quanto espaço de painel ele ocupa.

O que o controlador mede

A medição principal é o pH. Atrás dela há uma segunda, o ORP, que o mesmo instrumento lê quando um eletrodo de ORP é instalado no lugar do eletrodo de pH. Os dois não são variantes um do outro: o pH informa a atividade dos íons de hidrogênio em uma escala logarítmica, enquanto o ORP informa a tendência da solução a oxidar ou reduzir, em milivolts. Uma corrente clorada pode manter um pH estável enquanto o seu ORP se move, de modo que um laço de desinfecção e um laço de neutralização medem coisas diferentes mesmo quando estão no mesmo equipamento.

A categoria principal estende a faixa de pH a -(2,0016,00) e aceita um eletrodo de antimônio, o que importa em ácido e em álcali fortes, onde uma membrana de vidro não resistiria. As duas categorias menores trabalham de 014 pH. No lado do ORP, a principal chega a ±2000 mV, a econômica fica limitada a -1000~+1000 mV e a aprimorada cobre essa faixa com ±2000 mV disponível sob encomenda.

Como a medição é feita

Um eletrodo de medição de vidro e um eletrodo de referência formam uma célula eletroquímica, e a tensão entre eles depende da atividade dos íons de hidrogênio da solução entre os dois. A resposta é logarítmica, de modo que uma variação fixa em milivolts corresponde a uma variação fixa em pH, e não a uma variação proporcional. O controlador converte essa tensão em um valor de pH por meio de uma calibração estabelecida contra soluções-tampão de pH conhecido e aplica compensação de temperatura, para que a resposta do eletrodo seja corrigida à temperatura efetivamente medida.

Três consequências decorrem disso, e as três importam mais do que a eletrônica. A primeira é que a medição é uma comparação, de modo que a metade de referência da célula importa tanto quanto a metade de medição: uma junção de referência parcialmente obstruída ou esgotada aparece como uma leitura que deriva ou responde devagar, e nenhuma recalibração cura isso. A segunda é que a membrana de vidro é um consumível: ela envelhece, se desidrata quando é deixada secar e é atacada pelo ácido fluorídrico e por cáusticos concentrados em temperatura elevada. A terceira é que a compensação de temperatura corrige o eletrodo, e não o processo: onde o pH do processo realmente muda com a temperatura, a compensação acompanha a resposta do eletrodo e informa o pH exato daquela temperatura, o que é uma afirmação diferente do pH contra o qual a especificação foi escrita.

O arranjo de compensação difere por categoria. A categoria principal oferece compensação manual além da compensação linear automática, com compensações dedicadas para meio ácido, para meio alcalino e para água pura, destinadas aos fluxos em que um único modelo linear não é exato o bastante. A categoria aprimorada aceita um sensor NTC10K ou Pt1000 e a econômica um NTC10K, ambas na faixa de -10 a 130 °C. Em todas as categorias a faixa utilizável é definida pelo eletrodo instalado, e o material não fornece tabela de temperatura para a linha de eletrodos.

Escolher entre as três categorias

Comece pelo laço, e não pelo painel. Se a instalação precisa transmitir um valor e comandar uma carga, as categorias menores fazem o serviço inteiro em um recorte de 96 x 96 mm ou de 100 x 100 mm. Se o pH e um segundo valor precisam ser transmitidos ao mesmo tempo, são as duas saídas isoladas da categoria principal que tornam isso possível sem um segundo instrumento, e os seus três contatos - dois de alarme e um de limpeza - permitem sequenciar um jato ou uma escova de limpeza sem tomar emprestado um relé de alarme.

Confirme depois a alimentação, porque as três categorias não são intercambiáveis nesse ponto. A principal aceita AC (85265) V ou DC (21,626,4) V e funciona com a tensão que o painel oferecer. A econômica leva AC 220 V ±10 % a 50 Hz ou DC 24 V, e a aprimorada AC 220 V ±10 % a 50 ou 60 Hz ou DC 24 V ±20 %, com potência de entrada não inferior a 6 W. O material adverte expressamente que essas faixas não devem ser misturadas, e um painel alimentado fora das faixas mais estreitas vai exigir a categoria principal ou uma fonte separada.

Defina então o painel em si. Os três invólucros têm tamanhos diferentes e as molduras frontais não são intercambiáveis, de modo que o recorte precisa ser decidido antes de o painel ser feito. Material do invólucro, junta e grau de proteção não constam do material fornecido, o que importa em uma parede sujeita a jateamento de água.

Seleção do eletrodo

O controlador é apenas metade do laço, e na maioria das instalações é o eletrodo que decide se a medição funciona. O material lista uma linha parcial de eletrodos compatíveis - um modelo de corpo plástico para trabalho contínuo online e cinco modelos em vidro para qualidade geral de água - sem tabela de parâmetros para nenhum deles. Faixas, limites de temperatura, limites de pressão e roscas de conexão precisam, portanto, ser confirmados por modelo, e não lidos nesta página.

Quatro perguntas decidem o eletrodo, e vale respondê-las antes de pedir o instrumento. O que há no meio: ácido fluorídrico, cáustico concentrado, sulfetos, óleos, proteínas e sólidos em suspensão atacam cada um uma parte diferente da célula. A que temperatura ele trabalha, inclusive qualquer ciclo de limpeza ou esterilização, já que isso decide o eletrodo e quanto tempo ele dura. Qual é a pressão da linha e se ela varia, porque a junção de referência responde à pressão, e uma condição oscilante ou de vácuo pode puxar a referência para dentro da amostra. E como o sensor será alcançado: um eletrodo que não pode ser retirado e limpo sem esvaziar a linha é um eletrodo que vai derivar.

Vale repetir a advertência do próprio material. A faixa de compensação de temperatura está marcada de -10 a 130 °C, mas a faixa de medição utilizável pertence ao eletrodo, e nenhuma tabela de temperatura do eletrodo é fornecida. Onde o processo trabalha quente, isso é uma pergunta para o orçamento, e não uma suposição tirada desta página.

Saídas, alarmes e o laço de controle

As três categorias oferecem uma saída de corrente isolada, que mantém o instrumento e o dispositivo receptor eletricamente separados e evita um laço de aterramento entre eles. A categoria principal tem dois canais, configuráveis em toda a faixa de medição, a ±0,1 %FS e conforme NAMUR NE43. As categorias aprimorada e econômica têm um canal a ±0,2 %F.S. Todas são dimensionadas para uma carga máxima de 750 Ω, valor alto o bastante para uma passagem normal de cabo, mas não ilimitado: a resistência do cabo e do instrumento receptor tem de ficar dentro dele, ou a corrente transmitida deixa de ser regulada e o valor lido na ponta oposta se afasta do valor medido sem que nenhuma falha seja indicada.

Os contatos de alarme são contatos de relé, e o material declara a capacidade de comutação deles, e não apenas o tipo. A categoria principal traz três contatos SPST, dois para alarme e um para limpeza, em forma normalmente aberta e normalmente fechada, com 250 VAC / 5 A. As outras duas categorias trazem dois contatos com AC 250 V / 3 A. Uma bomba de dosagem ou uma válvula solenoide dentro desses valores pode ser comutada diretamente; acima deles, ou em uma carga indutiva, o conselho do próprio material é interpor um relé, para que o instrumento comute uma bobina, e não a carga. Isso mantém os contatos dentro da especificação e leva o desgaste para uma peça barata de substituir. O contato de limpeza da categoria principal é separado dos dois contatos de alarme pelo mesmo motivo, para que o ciclo de limpeza possa ser sequenciado sem competir com a função de alarme.

Limites de medição e critérios de seleção

A cifra de ±0,02 pH é a exatidão elétrica do controlador. Ela não é a exatidão da medição instalada, que é definida pelo estado e pela idade do eletrodo, pela validade das soluções-tampão contra as quais ele é calibrado, por a compensação corresponder ou não ao fluxo real e pelo próprio meio. Um bulbo incrustado ou uma junção de referência parcialmente obstruída desloca a leitura muito mais do que o erro próprio do controlador, e é por isso que a rotina que importa é limpar, calibrar em solução-tampão fresca e substituir um eletrodo que não passa mais, e não recalibrar um que falhou.

Vários parâmetros não constam do material em lugar algum: o grau de proteção, os limites de temperatura e umidade ambiente e a rigidez dielétrica. Nada aqui é inferido para preencher essas lacunas. Elas ficam registradas como Informação necessária, e a observação do próprio material de que todos os valores são nominais do fornecedor, a confirmar contra a plaqueta e o manual entregues, vale para a página inteira.

A montagem em painel também define um detalhe de instalação que vale considerar antes de fazer o recorte. O material ilustra uma instalação do eletrodo com inclinação de 15 graus, que é uma recomendação sobre como o sensor deve ficar para que a sua membrana sensível contate o meio por completo e bolhas de ar não se acumulem sobre ela; não é uma segunda forma de montar o controlador. O controlador em si é um instrumento de embutir no painel, cuja moldura fica na face do painel, e o material observa que, quando a arte gráfica mostra os dois arranjos, o manual entregue prevalece.

Onde a leitura precisa ser levada até uma amostra, e não mantida na linha, o instrumento é o errado: um medidor de pH é levado até a amostra e lido ali, e não exige alimentação, fiação nem recorte de painel. O analisador existe porque a leitura tem de ficar no lugar e comandar alguma coisa. Onde o requisito é uma verificação pontual, ou um levantamento de campo em muitos pontos, um medidor atende com mais simplicidade.

Pedido

Um orçamento pode ser emitido a partir da aplicação descrita na consulta. Os itens que definem a resposta são o meio e a sua temperatura, a faixa de pH ou de ORP esperada e a banda que precisa ser mantida, a pressão da linha e se ela varia, o arranjo de montagem disponível no ponto de medição e o acesso existente para retirada, quantos valores precisam ser transmitidos e quem os lê, se a leitura precisa comandar a dosagem ou apenas ser registrada, a alimentação disponível no painel e o grau de proteção que o local exige. Quantidade, porta de destino e data de entrega necessária completam o pedido.