pH 传感器
您的挑战性需求需要创新的解决方案,以获取准确可靠的 pH 测量。
pH 用于测量溶液的酸碱性,通过测量溶液所含的氢离子(H+)或氢氧离子(OH-)的浓度来确定。常用的直连式 pH 测量方法是电位玻璃 pH 传感器。这些传感器有时被称为“pH 探针”,其工作方式是产生与流体中的氢离子浓度成正比的电压。每个 pH 传感器通常由三个主要部件组成:玻璃传感电极、温度元件和参比电极。
如果流体中的氢离子浓度:
玻璃电极外部的氢离子浓度高于内部,则会出现正电压,表明该过程是酸性的。
玻璃电极外部的氢离子浓度低于内部,则会出现负电压,表明该过程是碱性的。
玻璃电极两侧的氢离子浓度相同,则电压为零,表明该过程是中性的。
然后,变送器会利用传感电极和参比电极之间的电压差来计算过程流体的 pH 值。
这些通用 pH 传感器采用双参比液接,有助于增强传感器对恶劣环境的耐受能力,延长传感器使用寿命,对于无涂层问题的大多数通用应用是理想选择。pH 传感器的双液接可防止参比元件被过程中的氨、氯、氰化物和硫化物等有毒离子污染。
这些防涂层 pH 传感器专为准确可靠地测量脏污过程流体而设计,具有较大面积的参比液接点和螺旋状参比通路,可尽量减少涂层和堵塞的影响。这些传感器还配有平板玻璃,可以更好地防止被过程流体中的固体悬浮物磨损。
随着时间的推移,过程流体的高温会显著提高 pH 传感器玻璃球泡的降解速率,从而降低其响应能力。对于大多数 pH 传感器而言,过程温度每升高 10°C(50°F),使用寿命会缩短一半。Rosemount 高性能 pH 传感器专门用于在超过 40°C(104°F)的高温环境下测量 pH 值,因为它们采用特殊制配的耐高温玻璃,在高温应用中可延长使用寿命。
这些 pH 传感器还采用高粘度参比电解液,防止超过 100psig 的压力影响。
当过程流体包含刺激性化学品时,其中一些化学物质会通过 pH 传感器的参比接点扩散到参比室中。在参比室中,它们会与参比电极产生反应并改变其电位,导致 pH 读数不稳定且不准确。
Rosemount 防毒 pH 传感器采用三重参比液接设计。每个连续液接会延迟有毒化学物质的扩散,使得这些化学物质更难到达参比电极,从而获得更可靠、更持久的 pH 测量结果。
由于您的需求具有挑战性,我们还提供适用于高纯水应用、卫生和无菌环境以及氢氟酸溶液等的 pH 传感器。
Rosemount 高纯度 pH 值测量板
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应用类型 | 产品名称 | VP | T 型管 | 沉浸式 | 可伸缩式 | 卫生级法兰 | 最高温度(C/F) | 最大压力(psi/kPa) | 阀体材质 |
通用 | Rosemount™ 3900 通用 pH/ORP 传感器 | ✔ | ✔ | ✔ | 212/100 | 100/790 | Ryton® | ||
Rosemount™ 389 通用 pH/ORP 传感器 | ✔ | ✔ | ✔ | 185/85 | 100/790 | Tefzel® | |||
严苛过程 | Rosemount™ 396/396P/396R pH 传感器 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | 212/100 | 150/1135 | 不锈钢、钛、聚丙烯 | |
Rosemount™ 398/398R pH/ORP 传感器 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | 212/100 | 250/1825 | Tefzel®,钛 | ||
Rosemount™ 3300HT/3400HT/3500P 高性能 pH 传感器 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | 311/155 | 400/2859 | Ryton®、钛 | ||
特殊过程 | Rosemount™ 372 耐氢氟酸(HF)pH 传感器 | ✔ | ✔ | 212/100 | 135/1035 | Ultem®、Kynar® | |||
Rosemount™ RBI pH 传感器 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | 248/120 | 150/1035 | Kynar®、钛 | ||
Rosemount™ Hx338+ 蒸汽灭菌和高压灭菌 pH 传感器 | ✔ | ✔ | 266/130 | 43/600 | 玻璃 |
Rosemount pH 传感器可帮助消除 pH 测量过程中的大麻烦之一,即现场标定。传统标定方法需要将缓冲液和冲洗液从实验室带到每个 pH 传感器安装点。Rosemount pH 传感器可在出厂时将标定信息嵌入到传感器的内存中,从而使设置变得快速简单。只需将 pH 传感器连接到 Rosemount 变送器,即可自动上传最新设置。
可以存储在 pH 传感器和变送器中的数据包括:
斜率
参考偏移
玻璃电阻
参考电阻
时间戳
传感器序列号
生产日期
当需要重新标定时,可以将 Rosemount pH 传感器带到实验室,在安全、受控的环境中进行重新标定。 还可以提前标定 pH 传感器,并将其储存起来,直到需要时再取出。 重新安装到过程位置并连接到变送器后,会显示 pH 传感器的诊断历史记录,从而帮助您排除潜在问题。
需要仔细监测 pH 传感器以确保它们正常工作,并了解过程对传感器的影响。许多 Rosemount pH 传感器均提供实时监测功能,可让您随时了解具体情况。
实时诊断:
玻璃电极可评估 pH 传感器的状况和性能,表明是否有涂层以及高温情况。
参比电极和 mV 输入可表明是否有涂层、中毒情况以及高温情况。
故障和警告:可从主机或在测量点对故障和警告的设定点进行编程。
pH 斜率:反映玻璃电极的 pH 灵敏度。
mV 偏移量:参比池的累积误差。偏移量较高则表明该过程中有涂层或中毒情况。
Rosemount pH 传感器可与 Rosemount 液体分析变送器结合使用时可提供准确可靠的诊断信息,以帮助您了解具体情况。变送器提供多种选项,包括 2 线制、4 线制、多传感器输入等。此外,还提供专为在恶劣环境中工作而设计的防爆变送器。
利用生命周期服务延长 Rosemount pH 传感器和变送器的使用寿命,优化过程并减少停机时间。艾默生可提供从简单维修到复杂项目的技术支持,以改善产品的维护,提升可靠性和性能。点击了解更多。
This video demonstrates how Rosemount™ pH sensors work. pH is a measure of the concentration of hydrogen ions in a fluid, and the most common method for online pH measurement is potentiometric glass pH sensors. The sensors' two primary components -- a pH senstiive electrode and a reference electrode -- produce an electrical voltage that is proportional to the hydrogen ion concentration in the fluid. Learn more at Emerson.com/RosemountLiquidAnalysis.
This video demonstrates how Rosemount™ pH sensors function in harsh chemical applications. In these applications, pH measurement can be challenging, requiring frequent sensor replacement. Rosemount 389 pH sensors are designed with a triple reference junction to enable a longer-lasting, more reliable pH measurement.
This video demonstrates how Rosemount™ pH sensors function in harsh chemical applications. In these applications, pH measurement can be challenging, requiring frequent sensor replacement. Rosemount 389 pH sensors are designed with a triple reference junction to enable a longer-lasting, more reliable pH measurement.
Rosemount 3900 pH/ORP 传感器采用双参比液接,有助于增强传感器对恶劣环境的耐受能力,延长传感器使用寿命。双液接可防止参比元件被过程中的氨、氯、氰化物和硫化物等有毒离子污染。两个传感器都带有孔 Teflon® 参比端。坚固耐用的 ph/ORP 传感器旨在管道、敞开式储罐或蓄液池中的各种水溶液内都能可靠运行。
Rosemount 3400HT 高性能 pH/ORP 传感器带一体化电缆,整合了多项设计创新,使传感器在高温恶劣过程中的使用寿命更长。高温、脏污、表面物质积聚和毒化工况都会加速玻璃感应膜的劣化。使用 Rosemount 3400HT pH/ORP 传感器可降低产品投入总成本,无需更换传感器。
Rosemount 3300HT 高性能 pH 和 ORP 传感器带一体化电缆,具有耐用设计,能在各种复杂工况下显著延长传感器的使用寿命。这款可改造的 pH/ORP 传感器在高温高压过程中运作良好,并能耐受脏污、表层物质积聚和毒化。较之其他传感器设计,Rosemount 3300HTVP pH/ORP 传感器的更换频率更低,pH/ORP 测量响应速度更快,漂移更小。
带集成电缆的 Rosemount 389 pH/ORP 传感器使用模塑 Tefzel™ 主体和 Viton™ O 形圈,难以损坏,抗化学腐蚀性高。全封装消除了其他 pH/ORP 传感器常见的泄漏或高湿度问题。设计时切实考虑到用户便利性,构造简单,无需补充电解液(KCl)或需要其他维护工作量大的故障排查程序。
常见问题解答
pH 传感器有时也被称为 pH 探针,用于测量流体中氢离子的浓度,以确定酸度或碱度。pH 值的标度范围为 0 - 14,pH 测量值为 7,则表示是中性溶液。低于 pH 7 的读数表示溶液是酸性的,高于 pH 7 的读数表示溶液是碱性的。
pH 传感器具有一个 pH 敏感电极和一个参比电极,参比电极由悬浮在稳定的中性电解质溶液中的金属丝组成。参比电极可维持稳定的参比电压,并通过一个称为参比结的小孔让少量离子从参比溶液流入过程溶液,从而完成与 pH 敏感电极的电路连接。pH 敏感电极的尖端有一个小球泡,由 pH 敏感玻璃制成。该小球泡上的电压根据周围过程流体的氢离子浓度而变化。
如果玻璃球泡外部的氢离子浓度高于内部,则会出现正电压,表明该过程是酸性的。如果玻璃球泡外部的氢离子浓度低于内部,则会出现负电压,表明该过程是碱性的。如果玻璃电极两侧的氢离子浓度相同,则电压为零,表明该过程的 pH 值为 7(中性)。
两点缓冲液标定法是确保 pH 传感器提供准确测量的良好方式。在两点标定期间,变送器将计算斜率和零点偏移的新值。要进行标定,请将 pH 传感器浸入第一种缓冲液中。让 pH 传感器调整至缓冲液温度(以避免缓冲液和传感器温度之间的温差造成的误差),并等待读数稳定下来。变送器确认第一种缓冲液后,将少量的第二种缓冲液倒入传感器尖端,冲洗掉传感器上的缓冲液。然后将传感器浸入第二种缓冲液并重复该过程。变送器在确认这两种缓冲液之后,即确定新的 pH 传感器斜率。
过程流体内的温度变化会影响 pH 读数的准确性。溶液的 pH 值与温度成反比。当溶液的温度升高时,pH 值会降低,溶液的酸性增强。所有 Rosemount pH 传感器都包含一个温度元件,可针对温度波动进行调节。
是的,许多 pH 传感器还可以用于测量氧化还原电位(ORP)。pH 传感器根据氢离子的活性来测量溶液的酸度或碱度,而 ORP 传感器则根据溶液中氧化物和还原剂的活性来测量溶液的氧化还原电位。
艾默生 pH 传感器广泛用于多个行业。例如,石油和天然气行业在粗馏分精炼、尾气净化和酸性水汽提中使用 pH 测量结果。化工行业在氯碱过程、硫酸生产等过程中依靠 pH 测量结果。废水处理行业将 pH 值用于脱盐和净水领域。有关更多示例和深入应用,请参阅下面的 pH 传感器应用。
大多数 pH 传感器都是一次性的,但有些传感器可以改造并重复使用,例如 Rosemount 3300/3400/3500 pH 传感器。这些 pH 传感器可以更换参比电解质和参比液接后重复使用。某些过程可以涂覆 pH 玻璃。在这些情况下,通过可伸缩导波杆在重新插入前轻松清洁和重新标定传感器。
每种应用各不相同,各有其独特的需求和挑战。艾默生提供的 pH 传感器可用于化工、石油和天然气、废水处理等行业。如果需要在高温、脏污过程流体、刺激性化学品或其他特殊应用中使用 pH 传感器,我们会提供适合的 pH 传感器解决方案。
pH 传感器可通过电缆连接到液体分析变送器(有时称为液体分析仪)。变送器可从 pH 传感器接收原始电压信号,然后将原始信号转换显示 pH 读数。
pH 传感器的使用寿命因其具体应用而异。在诸如净化水等通用应用中,pH 传感器的使用寿命可长达两年。在高温或严苛的化学应用中,pH 传感器的使用寿命可能只有六个月。