Przeanalizuj podstawową budowę i zasadę działania ph-metru
Przyrządem do pomiaru pH roztworu jest miernik kwasowości (znany również jako pehametr), który został zaprojektowany zgodnie z praktyczną definicją pH. Przyrządem do pomiaru aktywności (stężenia) mierzonego jonu w roztworze jest jonometr. Ponieważ mierniki kwasowości mierzą siłę elektromotoryczną między dwiema elektrodami baterii chemicznych o wysokiej rezystancji wewnętrznej, ich zasady konstrukcyjne są zasadniczo takie same, a często ten sam przyrząd ma wiele funkcji, które mogą mierzyć pH i pX, a także mierzyć mV.
1. Podstawowa struktura instrumentu:
Istnieje wiele modeli kwasomierzy i jonomierzy stosowanych w laboratoriach, ale ich konstrukcja składa się na ogół z dwóch części, a mianowicie układu elektrod i miliwoltomierza o wysokiej impedancji. Elektroda i badany roztwór tworzą baterię pierwotną, a różnicę potencjałów między elektrodami mierzy się za pomocą miernika miliwoltowego. Po wzmocnieniu różnicy potencjałów przez obwód wzmacniacza jest ona wyświetlana przez amperomierz lub lampę cyfrową. Zgodnie z charakterystyką szklanych elektrod pH i różnych elektrod jonoselektywnych (elektrod jonoselektywnych), mierniki kwasowości i mierniki jonów muszą mieć wysoką impedancję, mieć polaryzację dodatnią i ujemną oraz mogą mierzyć jony dodatnie i ujemne roztworu testowego; instrument musi mieć lepszy Dlatego w części wejściowej instrumentu obwód pary różnicowej składa się z tranzystorów polowych o wysokiej impedancji wejściowej, a źródło prądu stałego złożone z podwójnych triod zapewnia stały punkt pracy pary różnicowej aby zmniejszyć dryf sygnału; instrument W środku znajduje się obwód filtra, aby zapobiec zakłóceniom sygnałów o wysokiej częstotliwości; funkcją sieci kompensacji temperatury jest zapobieganie wpływowi sygnału elektrody na zmiany temperatury. Miernik jonów z funkcją bezpośredniego odczytu stężenia posiada dodatkowo wzmacniacz antylogarytmiczny, który przekształca wartość pX na wartość stężenia mierzonego jonu i wyświetla ją bezpośrednio na wyświetlaczu.
2. Zasada działania instrumentu
W baterii chemicznej miernika kwasowości elektrodą wskaźnikową jest szklana elektroda pH, a elektrodą odniesienia jest nasycona elektroda kalomelowa. Teraz miernik kwasowości wykorzystuje głównie złożoną elektrodę pH, która łączy te dwa elementy.
W baterii chemicznej miernika jonów elektrodami wskaźnikowymi są w większości różne elektrody jonoselektywne, a elektrodami odniesienia są w większości nasycone elektrody kalomelowe. Oba instrumenty działają na tej samej zasadzie. Podczas procesu pomiarowego sygnał potencjału generowany przez baterię chemiczną instrumentu wchodzi do wtórnika źródła złożonego z par różnicowych w celu konwersji impedancji, a po tym, jak staje się sygnałem o niskiej impedancji, jest wprowadzany do nieodwracającego zacisku operacyjnego wzmacniacz przez rezystor i wzmacniany przez wzmacniacz operacyjny. Na koniec sygnał wyjściowy przechodzi przez blok mV, blok pH i blok pX przyrządu (miernik jonów ogólnego przeznaczenia ma te trzy funkcje), a następnie przechodzi przez bramkę tranzystora polowego wtórnika źródła obwód sprzężenia zwrotnego, a następnie wchodzi do wzmacniacza operacyjnego. Odwracający zacisk wejściowy obwodu tworzy ujemne sprzężenie zwrotne szeregu napięciowego. Dlatego wzmocnione sygnały elektrody są odpowiednio uzyskiwane na każdym biegu wejścia w fazie mV, pH i pX. W procesie elektrochemicznym, jeśli temperatura ulegnie zmianie, sygnał wyjściowy wzmacniacza operacyjnego zostanie skorygowany po przejściu przez sieć kompensacji temperatury. Ze względu na funkcję subtraktora sygnał elektrody kompensowanej temperaturowo jest filtrowany. Każda część całkowita, która spełnia „potencjalną wartość znamionową” modelu instrumentu, jest odejmowana i wyświetlana przez rozszerzenie zakresu. Każda wartość mantysy, która jest mniejsza niż „potencjalna wartość znamionowa” jest równa Wyświetlana w nagłówku wyświetlacza
Cechy miernika ph:
Miernik ph ma zalety wysokiej precyzji, wysokiej niezawodności oraz wygodnej instalacji i konserwacji. Jest również wrażliwy na zanieczyszczenia i wymaga częstej kalibracji. Na ogół jest kalibrowany co 1-1,5 miesiąca, a elektroda jest wymieniana co 2 lata. Szkło na elektrodzie pH będzie się stopniowo starzeć, gradient będzie się pogarszał, a osiągnięcie stabilnego potencjału zajmie dużo czasu. Żywotność elektrod ogólnych może sięgać dwóch lat. Ponadto duży wpływ na dojrzewanie ma również temperatura, a stopień dojrzewania przy przechowywaniu w temperaturze 100 stopni Celsjusza przez kilka tygodni jest równoważny stopniowi dojrzewania podczas przechowywania w szklarni przez następny rok.
