Как сократить расходы на обслуживание датчика pH (часть 2)

В нашем предыдущем посте обсуждалась очистка датчика pH и то, как плоская поверхность pH-стекла может снизить ваши требования к очистке. На этой неделе мы рассмотрим типичный режим отказа датчика pH: отравление эталонного датчика pH.

Содержание:

1 Что такое эталонный датчик pH?
2 Что такое отравление pH электрода?
2.1 Признаки эталонного отравления
2.2 Признаки засорения холодного спая
3 Как предотвратить отравление ссылками
3.1 Технология дифференциального датчика pH
3.2 Двойные переходы и расширенные опорные пути

Некоторыми применения, такими как мокрые скрубберы и красильные ванны, может быть очень сложно управлять, поскольку датчики pH постоянно выдают ошибочные показания. Одна из причин - отравление с помощью эталона pH. Отравление эталоном увеличивает требования к техническому обслуживанию и затраты, так как отравленные датчики могут нуждаться в замене.

Что такое эталонный датчик pH?
Комбинированный датчик pH - это наиболее распространенная конструкция электрохимического датчика pH. Конструкция сочетает в себе электрод, селективный по отношению к ионам водорода (ISE), и электрод сравнения, который обеспечивает стабильный электрический потенциал. Сравнение электрического потенциала H + ISE с электрическим потенциалом эталона дает напряжение, которое соответствует значению pH.

Эталонный датчик pH состоит из эталонного электролита и эталонного провода. Эталонный провод проводит электрический потенциал стабильного эталонного электролита. В большинстве pH-электродов Sensorex используются провода сравнения серебро / хлорид серебра (Ag / AgCl). Серебро - хороший проводник и нетоксичный материал.

В качестве электролита сравнения обычно используются различные гели и растворы. Эти решения обычно имеют некоторые общие свойства:

Хорошая электропроводность
Не реагирует с измеряемым раствором
Положительно и отрицательно заряженные ионы диффундируют с одинаковой скоростью.
Хлорид калия (KCl) является примером обычного электролита сравнения.

Что такое отравление pH электрода?
Эталонный датчик pH должен поддерживать электрический контакт с измеряемым раствором, чтобы замкнуть электрическую цепь. Таким образом, пористый переход отделяет эталонный электролит от раствора, позволяя электролиту вытекать.

Со временем химические вещества из раствора или измеряемого процесса могут пройти через контрольный спай. Когда эти химические вещества смешиваются с электролитом сравнения, химический состав сравнения изменяется. Это явление называется отравлением pH электрода.

В частности, ионы, которые образуют соли с серебром, которые менее растворимы, чем хлорид серебра (AgCl), будут влиять на стабильность сравнения. Примеры включают бромид (Br–), йодид (I–) и сульфид (S2-) ионы. Менее растворимые соли серебра будут выпадать в осадок из раствора, уменьшая доступность ионов серебра. Точно так же восстановители (например, бисульфит) восстанавливают ионы серебра до металлического серебра, а комплексообразователи (например, аммиак) образуют комплексы металлов с ионами серебра. Обе эти химические реакции снижают доступность ионов серебра в системе сравнения.

В конце концов, когда покрытие из хлорида серебра на эталонной проволоке полностью истощится, могут наблюдаться большие изменения в эталонном потенциале. Это признак того, что ваш датчик нуждается в замене.

Признаки эталонного отравления
Если показания датчика ошибочны, мы всегда рекомендуем проверять датчик pH в буферном растворе с заранее известным значением pH. Ключевым признаком отравления эталоном является большое смещение при измерении буферного раствора. Смещение - это разница между ожидаемым значением pH (значение pH буфера: 4,0, 7,0 или 10) и фактическим значением. Новые датчики с завода имеют смещение 0,2 или меньше.

Признаки засорения эталонного спая
Загрязнение эталонной системы также может привести к засорению пористого эталонного спая. Когда соли серебра осаждаются из электролита сравнения, твердый осадок закупоривает поры в переходе сравнения. Это прерывает электрическое соединение между эталоном и процессом. Засорение эталона также происходит при измерении растворов, содержащих тяжелые металлы (например, ртуть, свинец), поскольку ионы тяжелых металлов образуют нерастворимые соли с ионами хлора. Признаки засорения перехода включают медленное время отклика датчика и дрейф значений pH. Часто производительность датчика восстанавливается путем очистки электрода в соответствии с инструкциями в руководстве по эксплуатации продукта.

Как предотвратить отравление
Технология дифференциального датчика pH
Если отравление эталоном является проблемой в вашем технологическом процессе, вы можете рассмотреть возможность использования дифференциального датчика pH. Датчики дифференциального pH и ОВП содержат буферный электролит сравнения, устойчивый к изменениям pH. Это означает, что дифференциальный датчик действительно может выдержать некоторое загрязнение до того, как химический состав сравнения существенно изменится. Дифференциальные датчики pH от Sensorex также имеют повторно пополняемые эталоны, поэтому раствор электролита можно заменить. Переходник дифференциального датчика pH представляет собой сменный солевой мостик, который можно легко заменить в случае скопления осадка.

Двойные переходы и расширенные опорные пути
При использовании комбинированных датчиков pH в сложных применениях ищите датчики с эталонной конструкцией с двойным переходом. Как следует из названия, датчики с двойным переходом имеют два пористых перехода для защиты электрода сравнения от загрязнения. Некоторые датчики также оснащены технологией расширенного эталонного пути (ERP), которая представляет собой длинный и сложный путь, предотвращающий попадание посторонних ионов в эталонный провод.

Хотите больше советов по мониторингу качества воды? Подпишитесь на наш блог и не пропускайте ни одного поста!