سنسور pH

آشنایی با سنسورهای pH و عملکرد آن‌ها

pH یک شاخص کلیدی برای اندازه‌گیری میزان غلظت یون هیدروژن در سیالات است که نشان‌دهنده اسیدی یا قلیایی بودن آن می‌باشد. در فرآیندهای صنعتی و آزمایشگاهی، اندازه‌گیری دقیق pH اهمیت بالایی دارد و سنسورهای pH ابزاری پرکاربرد در این حوزه محسوب می‌شوند.

عملکرد سنسورهای pH شیشه‌ای

رایج‌ترین نوع سنسورهای pH آنلاین، سنسورهای پتانسیومتری شیشه‌ای هستند. این حسگرها بر اساس تولید ولتاژ الکتریکی متناسب با غلظت یون هیدروژن در سیال عمل می‌کنند. ساختار این سنسورها شامل دو جزء اصلی است:

الکترود حساس به pH
الکترود مرجع

هر دو الکترود از سیم فلزی معلق در محلول الکترولیت خنثی و پایدار تشکیل شده‌اند. الکترود مرجع ولتاژ ثابتی را حفظ کرده و مدار الکتریکی را با الکترود حساس به pH تکمیل می‌کند. این ارتباط از طریق یک دهانه متخلخل کوچک، به نام اتصال مرجع، برقرار می‌شود که اجازه عبور مقدار کمی یون از محلول الکترولیت مرجع به سیال فرآیند را می‌دهد.

نحوه تولید ولتاژ الکتریکی

در نوک الکترود حساس به pH، یک لامپ شیشه‌ای قرار دارد که از ماده‌ای حساس به غلظت یون هیدروژن ساخته شده است. این لامپ ولتاژ الکتریکی متفاوتی را بسته به غلظت یون هیدروژن در محیط اطراف خود تولید می‌کند:

اسیدی بودن سیال: اگر غلظت یون هیدروژن در قسمت بیرونی شیشه بیشتر از داخل باشد، ولتاژ مثبت تولید شده و نشان‌دهنده خاصیت اسیدی است.
قلیایی بودن سیال: اگر غلظت یون هیدروژن در بیرون کمتر از داخل باشد، ولتاژ منفی تولید شده که بیانگر خاصیت قلیایی است.
pH خنثی: در صورتی که غلظت یون هیدروژن در هر دو طرف لامپ یکسان باشد، ولتاژ صفر بوده و pH سیال برابر 7 (خنثی) است.

محاسبه pH سیال فرآیند

مقدار pH سیال فرآیند از اختلاف ولتاژ بین الکترود حساس به pH و الکترود مرجع محاسبه می‌شود. این اطلاعات به سیستم کنترل فرآیند ارسال شده و به اپراتورها کمک می‌کند تا کیفیت و شرایط فرآیند را نظارت و تنظیم کنند.

کاربرد سنسورهای pH

سنسورهای pH در صنایع مختلفی مانند تصفیه آب، صنایع شیمیایی، داروسازی و تولید مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند و به دلیل دقت و کارایی بالا، ابزار حیاتی در کنترل فرآیندها محسوب می‌شوند.

نتیجه‌گیری:
انتخاب و استفاده صحیح از سنسورهای pH می‌تواند تاثیر زیادی در کیفیت فرآیندهای صنعتی و بهبود نتایج داشته باشد. آشنایی با ساختار و عملکرد این سنسورها اولین گام در جهت بهینه‌سازی استفاده از آن‌ها است.

کلمات کلیدی: pH، سنسور pH، اندازه‌گیری pH، الکترود مرجع، حسگرهای شیشه‌ای، ولتاژ الکتریکی، کنترل فرآیند.

محصولات پر طرفدار