ph傳感器的工作原理

1、PH傳感器的工作原理 phph 傳感器是用來檢測(cè)被測(cè)物中氫離子濃度并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可用輸 出信號(hào)的傳感器，通常由化學(xué)部分和信號(hào)傳輸部分構(gòu)成。phph 傳感器常 用來進(jìn)行對(duì)溶液、水等物質(zhì)的工業(yè)測(cè)量。 PHPH 傳感器,可以對(duì)大型反應(yīng)槽或制程管路中 pHpH 值測(cè)定；耐高溫 殺菌、CIPCIP 清洗；電極長(zhǎng)度有 120120、150150、220220、250250、450mm 450mm 等多種 選擇。用于多種場(chǎng)合的PHPH 值測(cè)量，比如：廢水污水場(chǎng)合 PHPH 值測(cè)量， 電鍍廢水場(chǎng)合 PHPH 值測(cè)量，高溫場(chǎng)合 PHPH 值測(cè)量，發(fā)酵場(chǎng)合 PHPH 值測(cè)量， 高壓場(chǎng)合 PHPH 值測(cè)量等多種場(chǎng)合

2、 PHPH 值的測(cè)量。 PH傳感器特點(diǎn) 快速的電纜接頭，防水功能，避免安裝時(shí)出現(xiàn)電纜扭絞現(xiàn)象 壽命長(zhǎng)，在有毒離子水溶液中性能良好 多種安裝方式，便于裝配 抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，整體密封，消除泄漏現(xiàn)象 PH傳感器的工作原理 PHPH 測(cè)量屬于原電池系統(tǒng)，它的作用是使化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，此電 池的端電壓被稱為電極電位；此電位由兩個(gè)半電池構(gòu)成，其中一個(gè)稱為 測(cè)量電極，另一個(gè)稱為參比電極；此電位遵循能斯特方程： 對(duì)于氧化還原體系： Ox + ne - O Red n T: g i RT a a E = E 4 In- 丁 對(duì)于金屬電極，還原態(tài)是純金屬，其活 度是常數(shù)，定為 1,1,則上式 可寫作： -I E

3、 E = = + TFIn %+ rlrrlr 式中：E E電極電位 E0E0電極的標(biāo)準(zhǔn)電壓 R R 一氣 體常 數(shù)（8.31439 8.31439 焦耳/摩爾和 C C ） T T 一開氏絕對(duì)溫度（例：20 20 C C =273+293 =273+293 開爾文） F F法拉弟常數(shù)（9649396493 庫(kù)化/當(dāng)量） n n 一被測(cè)離子的化合價(jià)（銀=1 ,=1 ,氫=1 =1 ） aMe aMe 一離子的活度 對(duì)于 PHPH 電極。它是一支端部吹成泡狀的對(duì)于 pHpH 敏感的玻璃膜的 玻璃管。管內(nèi)充填有含飽和 AgClAgCl 的 3mol/lkcl 3mol/lkcl 緩沖溶液，pHpH

4、 值為 7 7。 存在于玻璃膜二面的反映 PHPH 值的電位差用 Ag/AgClAg/AgCl 傳導(dǎo)系統(tǒng)，如第 二電極，導(dǎo)出。PHPH 復(fù)合電極如圖。 7y _ k 事比電犀 KO -MM ft 此電位差遵循能斯特公式： E=EO+ R - T * In a H30+n F F E=59. 16mv/251C pez pHE=59. 16mv/251C pez pH 式中 R R 和 F F 為常數(shù)，n n 為化合價(jià)，每種離子都有其固定的值。對(duì)于 o o 溫度“ T”T”做為變量，在能斯特公式中起很大作用。 這也就是說：對(duì)于 2030 2030 C C 之間和 7PH7PH 左右的測(cè)量來講，不

5、需要子來講，n=1n=1 隨著 溫度的上升, 電位值將隨之增大。對(duì)于每 1 1 C C 的溫度變大，將引 起 電位 0.2mv/perpH0.2mv/perpH 變化。用 pHpH 值來表 示，則每 1 1 C C 第 1pH1pH 變 0.0033pH0.0033pH 空“N 夏音二電極的魴憫示意圖 11 ml 1 1T一 HO 對(duì)溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償；而對(duì)于溫度 30 30 C C 或 20 20 C C 和 pHpH 值8pH8pH 或 6pH6pH 的應(yīng)用場(chǎng)合則必須對(duì)溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。 內(nèi)參比電極的電位是恒定不變的，它與待測(cè)試液中的 H+H+活度（pH pH ） 無關(guān)，pHpH 玻璃電極之

6、所以能作為 H+H+的指示電極，其主要作用體現(xiàn)在 玻璃膜上。當(dāng)玻璃電極浸入被測(cè)溶液時(shí)，玻璃膜處于內(nèi)部溶液（a H+ a H+ , , 內(nèi)）和待測(cè)溶液（a H+ a H+ , ,試）之間，這時(shí)跨越玻璃膜產(chǎn)生一電位差 A EMA EM （這種電位差稱為膜電位，下節(jié)討論），它與氫離子活度之間的關(guān)系符 合能斯特公式： 定的電位差，這種電位差稱為不對(duì)稱電位（AEAE 不對(duì)稱），它是由玻 璃膜內(nèi)外表面情況不完全相同而產(chǎn)生的。此式表明玻璃電極 AEMAEM 與 pH pH 成正比。因此，可作為測(cè)量 pHpH 的指示電極。 E 1； pH 值一與比一身子強(qiáng)度之向之靈索261） PH 0 1 2 3 1 5 6

7、 7 9 10 11 12 13 11 MV 414 230 177,5 118 59. 16 0 -5S.10 -118 -177.5 -236 -295 -3 分 膜電位理論: 用離子選擇性電極測(cè)定有關(guān)離子，一般都是基于內(nèi)部溶液與外部溶 液之間產(chǎn)生的電位差，即所謂膜電位。膜 電位的產(chǎn)生是由于溶液中的離 子與電極膜上的離子發(fā)生了交換作用的結(jié)果。以玻璃電極為例來說明。 其要點(diǎn)如下： 玻璃電極在使用前要在純水中浸泡，離子 交換理論認(rèn)為，當(dāng)玻 璃電 極浸入水溶液中時(shí)，玻璃 表面會(huì)吸水而使玻璃 溶脹，在它 的表面形成溶 脹的硅酸層（水化層），這種水化層的是逐漸形成的， 只有 當(dāng)玻璃膜浸 泡 2424

8、 小時(shí)以上后， 才能完全形成并趨于穩(wěn)定。、 2 2 3Q3RT3Q3RT EM a a lglg- - a a 4 4 ，2 32 3。3 3燈 A A 2.2.3 3。赭7 7 式+-* = KK- - - - pHupHu 建建二門二門里里小寸，小寸，&=。1 。但實(shí)際上 ,跨越玻璃膜仍有 其厚度很?。s為玻璃 膜厚度的 1/1000 1/1000 ）。同樣，膜內(nèi)表面與內(nèi)參比溶液接觸，亦已形成水 化層。在水化層形成的過程中，伴隨著水溶液中 H+H+與玻璃種 Na+Na+的交 換作用（Ca2+Ca2+結(jié)合牢固不易交換），此交換反應(yīng)可表示如下： 三三 SiONq*保酊 + H* =Si

9、OHsa + Nai落眇 浸泡好的玻璃膜在膜與溶液的界面上存在如下離解平衡： = = = SiOHSiOH 益面 * HQHQ 密 = = SiOSiO 表加“旦 0 0青樹 若內(nèi)部溶液和外部溶液的 pHpH 不同，則膜內(nèi)、外固 液界面上電荷分 布不同，這樣跨越膜的兩側(cè)界面就有一個(gè)電勢(shì)差，即膜電位。 當(dāng)浸泡好的玻璃膜進(jìn)入待測(cè)試液時(shí)， 膜外層的水化層與試液接觸， 由于 H+H+活度變化，將使上式離解平衡發(fā)生移動(dòng)，此時(shí)，就可能有額外 的 H+H+由溶液進(jìn)入水化層，或有水化層轉(zhuǎn)入溶液，因而膜外層的固液界 面上電荷分布不同，跨越 膜的兩側(cè)界面的電勢(shì)差發(fā)生改變，這個(gè)改變與 試液中的H+ H+ 有關(guān)。 玻璃電極的構(gòu)造如下圖 上海闊思 致力于水處理自動(dòng)加藥系統(tǒng)和配套產(chǎn)品的銷售及維修保 養(yǎng)，其中包括一體化自動(dòng)加藥裝置，循環(huán)水加藥系統(tǒng)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)， 主要庫(kù)存提供臺(tái)灣上泰工業(yè) PHPH 計(jì)，電導(dǎo)率儀和 APUREAPURE 酸度計(jì)，電導(dǎo)率儀，phph 計(jì)電極，phph 玻璃電極，電磁流量計(jì)，意大利 SEKOSEKO 自動(dòng)加藥計(jì)量泵，隔膜