Às vezes chamados de sondas de pH, sensores de pH são usados para medir a concentração de íons de hidrogênio em um fluido para determinar o nível de acidez ou alcalinidade. A escala de pH varia de 0 a 14, com uma medição de pH de 7 indicando uma solução neutra. Qualquer leitura abaixo do pH 7 é ácida e qualquer leitura acima do pH 7 é básica.

Os sensores de pH apresentam um eletrodo sensível a pH e um eletrodo de referência que consiste em fio metálico suspenso em uma solução de eletrólito estável e neutro. O eletrodo de referência mantém uma tensão de referência estável e fecha o circuito elétrico com o eletrodo sensível a pH, permitindo que um pequeno número de íons flua da solução de referência para a solução do processo através de uma pequena abertura porosa chamada junção de referência. O eletrodo sensível a pH tem uma lâmpada pequena na ponta feita de vidro sensível a pH. A tensão elétrica através dessa lâmpada muda em resposta à concentração de íons de hidrogênio no fluido do processo ao redor.

Se a concentração de íons de hidrogênio for maior na parte externa do bulbo de vidro do que na parte interna, ocorre uma tensão positiva, indicando que o processo é ácido. Se a concentração de íons de hidrogênio for menor na parte externa do vidro do que na parte interna, ocorre uma tensão negativa, indicando que o processo é básico. Se a concentração de íons de hidrogênio for a mesma de cada lado do eletrodo de vidro, a tensão será zero, indicando que o processo é neutro e o pH é 7. 

A calibração do tampão de dois pontos é a melhor maneira de garantir que um sensor de pH forneça medições precisas. Durante uma calibração de dois pontos, o transmissor calcula novos valores para desvio de inclinação e zero. Para calibrar, mergulhe o sensor de pH na primeira solução tampão. Permita que o sensor de pH se ajuste com a temperatura do tampão (para evitar erros devido a diferenças de temperatura entre a solução tampão e a temperatura do sensor) e aguarde até que as leituras estabilizem. Depois que o transmissor reconhecer o primeiro tampão, enxágue a solução tampão do sensor derramando uma pequena quantidade da segunda solução tampão sobre a ponta do sensor. Em seguida, mergulhe o sensor na segunda solução tampão e repita o processo. Uma vez que o transmissor tenha confirmado ambas as soluções tampão, uma nova inclinação do sensor de pH é estabelecida.

As alterações de temperatura dentro de um fluido do processo podem afetar a precisão das leituras de pH. O nível de pH de uma solução é inversamente proporcional à temperatura. Quando a temperatura aumentar dentro de uma solução, o nível de pH diminuirá, tornando a solução mais ácida. Todos os sensores de pH Rosemount incluem um elemento de temperatura para ajustar para quaisquer flutuações de temperatura.

Sim, muitos sensores de pH também podem medir o potencial de redução de oxidação (ORP), às vezes chamado de potencial redox. Enquanto os sensores de pH medem a acidez ou a alcalinidade de uma solução com base na atividade de íons de hidrogênio, os sensores ORP medem o potencial de redox de uma solução com base na atividade de óxidos e redutores na solução.

Os sensores de pH da Emerson são usados em uma variedade de setores industriais. Por exemplo, os setores de óleo e gás usam medições de pH para refino de destilação bruta, limpeza de gás residual e extração de água ácida. As indústrias químicas dependem da medição de pH para o processo cloro-álcali, produção de ácido sulfúrico e muito mais. As indústrias de efluentes usam o pH para dessalinização e purificação de água. Para obter mais exemplos e aplicações detalhadas, consulte as aplicações do sensor de pH abaixo.

A maioria dos sensores de pH é descartável, mas alguns podem ser reconstruídos e reutilizados, como os Rosemount 3300/3400/3500 Sensores de pH. Com esses sensores de pH, o eletrólito de referência e a junção de referência podem ser substituídos e, após a substituição, o sensor pode ser reutilizado. Alguns processos podem revestir o vidro de pH. Nessas situações, as sondas retráteis podem facilitar a limpeza e recalibração do sensor antes da reinserção.

Cada aplicação é diferente, cada uma com suas próprias necessidades e desafios únicos. A Emerson oferece sensores de pH que funcionam em vários setores, como químico, óleo e gás, efluentes e muito mais. Se você precisar de um sensor de pH para uso em altas temperaturas, fluidos de processo sujos, produtos químicos severos ou outras aplicações exclusivas, temos uma solução de sensor de pH.

Um sensor de pH é conectado via cabo a um transmissor de análise de líquido, às vezes chamado de analisador de líquido. O transmissor recebe sinais de tensão bruta do sensor de pH e depois converte os sinais brutos para exibir as leituras de pH.

A expectativa de vida útil de um sensor de pH varia com base em sua aplicação. Em aplicações de uso geral, como  purificação de água, um sensor de pH pode durar até dois anos. Em altas temperaturas ou aplicações químicas severas, um sensor de pH pode durar até seis meses.