Все, что вам нужно знать о калибровке датчика pH

4 июля 2021
МоемГород

Важность калибровки датчика pH.

Содержание:
1 Важность калибровки датчика pH
2 Источники изменчивости датчика pH
3 Как работает калибровка датчика pH
4 Регулировка температуры
5 Как откалибровать датчик pH
6 Повторная калибровка датчика pH
7 Растворы для калибровки датчика pH
7.1 Буферные растворы pH

Электрохимический датчик любого типа требует калибровки для обеспечения точных измерений. Процесс калибровки датчика pH очень прост, но многие пользователи не осведомлены о соображениях и причинах этого требования.

Стандартный комбинированный датчик pH выдает сигнал mV, который соответствует значению pH. Выходной сигнал 0 mV равен pH 7. Перемещение одной единицы pH по шкале в любом направлении будет соответствовать изменению напряжения на 59 mV. Это называется «крутизной» датчика (см. Рисунок ниже). Однако это теоретические значения, и на самом деле нет такой вещи, как датчик с идеальным выходом. Даже новый датчик будет иметь небольшие отклонения в выходном сигнале. Именно здесь на помощь приходит калибровка датчика pH.

Шкала pH:


Источники изменчивости датчика pH
При калибровке следует учитывать несколько основных характеристик:

Смещение: выходной сигнал при pH 7 будет немного выше или ниже 0 мВ в пределах определенного допуска.
Наклон: не может быть точно 59 мВ.
Диапазон: наклон может быть непостоянным по всей шкале pH. Например, датчик может быть близок к теоретическому выходу при pH 7, но иметь большее отклонение на крайних концах шкалы pH.
Важно отметить, что эти отклонения не означают, что датчик неисправен. Все производители укажут и протестируют допустимые отклонения на выходе нового электрода.

Как работает калибровка датчика pH
Общий процесс калибровки заключается в использовании по крайней мере двух известных точек данных для регулировки значений pH, связанных с выходом мВ. Лучше всего выбирать стандарты растворов, которые представляют диапазон измерений, ожидаемых при использовании сенсора. Например, один стандарт раствора со значением pH немного ниже, чем минимальное ожидаемое измерение, а другой со значением pH немного выше, чем максимальное ожидаемое измерение. Это позволит пользователю выполнить калибровку с максимальной точностью. Обычно используют pH 7,00 в качестве одного буферного раствора, а затем pH 4,01 или pH 10,00 в качестве другого. Добавление дополнительных точек данных повысит точность.

Регулировка температуры
Также необходимо учитывать температуру. На рисунке ниже показано влияние температуры на показания pH. Важно откалибровать датчик в растворе, близком к 25 ° C, при той же температуре, что и образец или процесс, или использовать систему с автоматической температурной компенсацией.

Диаграмма отклонения pH от температуры:

Примечание: значения, выделенные голубым цветом, соответствуют погрешности менее 0,1 и могут не требовать температурной компенсации. Значения, выделенные темно-синим цветом, - это температура и pH, при которых нет погрешности измерения pH в зависимости от температуры.
Как откалибровать датчик pH
Большинство измерителей, контроллеров и других приборов облегчают этот процесс. 

Типичная процедура калибровки состоит из следующих шагов:

Энергично перемешайте электрод в промывочном растворе.
Резко встряхните электрод, чтобы удалить остатки раствора.
Энергично перемешайте электрод в буфере или образце и дайте показаниям стабилизироваться.
Снимите показания и запишите известное значение pH стандартного раствора.
Повторите эти действия для желаемого количества точек.
Затем прибор автоматически определит правильную калибровочную кривую на основе предоставленных данных. Теперь ваш датчик готов к использованию!

Повторная калибровка датчика pH
Часто возникает вопрос: «Как часто мой электрод нужно калибровать?» Многие пользователи ожидают конкретного ответа, но дать его нелегко. На приемлемое время между калибровками влияет множество факторов. Электрод будет испытывать естественное старение; смещение и время отклика увеличатся, диапазон уменьшится, и расходомер должен будет учитывать эти изменения. Датчик может покрыться или загрязниться, поэтому его следует откалибровать после очистки. Химические вещества и окружающая среда вокруг датчика могут повлиять на выходной сигнал или ускорить старение.

Для очень точных измерений в лаборатории может потребоваться повторная калибровка каждый день или несколько раз в день. Другие относительно мягкие процессы, не требующие высокой точности, могут нуждаться в перекалибровке только каждую неделю или месяц. Лучший совет - определить необходимый уровень точности и скорректировать график калибровки на основе опыта.

В конце концов наступит время, когда у датчика закончится срок службы. Измеритель больше не сможет калибровать датчик (компенсировать увеличение отклонения от ожидаемого выходного сигнала). В настоящее время датчик больше не используется, и его следует заменить.