了解pH值测量
我在工艺世界中，pH值是一个需要测量和控制的重要参数。溶液的pH值表示它的酸性或碱性。pH值的正式数学定义是氢离子活性的负对数。在大多数情况下，氢离子活性可以用氢离子浓度来近似，公式为pH = - log10 [H+]。在pH值范围(0-14)上，非常酸性的溶液pH值较低，非常碱性的溶液pH值较高，中性溶液pH值约为7。
| 保持系统正常运行 |
| 一个系统的pH电极需要定期维护，以清洁和校准它们。清洗和校准之间的时间长短取决于工艺条件和用户对精度和稳定性的期望。随着时间的推移，测量电极和参比电极的电学特性会发生变化。在已知pH值溶液(称为缓冲液)中校准将纠正其中一些变化。清洗测量传感器和参考结也会有帮助。然而，就像电池的寿命有限一样，pH电极的寿命也是有限的。即使在“最友好”的环境中，pH电极最终也必须更换。 |
pH测量回路由三部分组成:pH传感器，包括测量电极、参考电极和温度传感器;一个前置放大器;还有一个分析仪或发射机。pH值测量回路本质上是一个电池，其中正极是测量电极，负极是参考电极。测量电极对氢离子敏感，产生与溶液氢离子浓度直接相关的电位(电压)。参比电极提供稳定的电势，与测量电极进行比较。
在溶液中浸泡时，参比电极电位不随氢离子浓度的变化而变化。参比电极中的溶液也通过一个结与样品溶液和测量电极接触，完成电路。测量电极的输出随温度变化(即使过程保持在恒定的pH值)，因此温度传感器是必要的，以纠正输出的这种变化。这是在分析仪或发射机软件中完成的。pH传感器组件通常组合成一个称为组合pH电极的设备。测量电极通常是玻璃的，非常易碎。最近的发展已经用更耐用的固态传感器取代了玻璃。前置放大器是一种信号调理装置。它将高阻抗pH电极信号转换为分析仪或发射机可以接受的低阻抗信号。前置放大器还增强和稳定信号，使其更不容易受到电噪声的影响。
然后显示传感器的电信号。这通常在120/240 V交流供电的分析仪或24 V直流环路供电的发射机中完成。此外，分析仪或变送器有一个人机界面，用于校准传感器和配置输出和报警，如果pH值控制正在进行。
请记住，在选择pH电极时应仔细考虑应用要求。精确的pH值测量和由此产生的精确控制，可以对工艺优化和提高产品质量和一致性有很大帮助。准确、稳定的pH值测量还可以控制并经常降低化学品的使用，最大限度地减少系统维护和费用。
| pH值 | ||||||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3. | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
| One hundred. | 10 - 1 | 10 - 2 | 三分 | 10-4 | 纯 | 10 - 6 | 10-7 | 可达 | - 9 | 真空度 | 外扩 | 10 - 12 | 10 - 13 | 10 - 14 |
| [H +] | ||||||||||||||
| 汤姆·格里菲斯(Tom Griffiths)是宾夕法尼亚州华盛顿市霍尼韦尔公司pH值测量部门的产品经理。他拥有克拉克森大学化学工程学士学位和天普大学市场营销工商管理硕士学位。请通过thomas.griffiths@honeywell.com联系他。 |
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