Analizirati osnovnu strukturu i princip rada ph metra
Instrument za mjerenje pH otopine je mjerač kiselosti (poznat i kao pH metar), koji je dizajniran prema praktičnoj definiciji pH. Instrument za mjerenje aktivnosti (koncentracije) jona koji se mjeri u rastvoru je jonometar. Budući da mjerači kiselosti mjere elektromotornu silu između dvije elektrode kemijskih baterija s visokim unutarnjim otporom, njihovi strukturni principi su u osnovi isti, a često isti instrument ima više funkcija, koje mogu mjeriti pH i pX, a također mogu mjeriti mV.
1. Osnovna struktura instrumenta:
Postoji mnogo modela mjerača kiselosti i mjerača jona koji se koriste u laboratorijama, ali se njihova struktura uglavnom sastoji od dva dijela, a to su sistem elektroda i milivolt metar visoke impedancije. Elektroda i rastvor koji se ispituju čine primarnu bateriju, a razlika potencijala između elektroda se meri milivoltmetrom. Nakon što se potencijalna razlika pojača pomoću pojačala, ona se prikazuje ampermetrom ili digitalnom cijevi. Prema karakteristikama pH staklenih elektroda i raznih jonoselektivnih elektroda (ionsko selektivne elektrode), mjerači kiselosti i jonomjeri moraju imati visoku impedanciju, pozitivan i negativan polaritet i mogu mjeriti pozitivne i negativne ione ispitne otopine; instrument mora imati bolji Dakle, u ulaznom dijelu instrumenta, kolo diferencijalnog para je sastavljeno od tranzistora s efektom polja sa visokom ulaznom impedansom, a izvor konstantne struje sastavljen od dvostrukih trioda osigurava da je radna tačka diferencijalnog para fiksna da se smanji drift signala; instrument U sredini se nalazi filterski krug koji sprečava smetnje visokofrekventnih signala; funkcija mreže temperaturne kompenzacije je da spriječi utjecaj temperaturnih promjena na signal elektrode. Ionomjer s funkcijom direktnog očitavanja koncentracije također dodaje anti-log pojačalo, koje pretvara pX vrijednost u vrijednost koncentracije izmjerenog jona i prikazuje je direktno na displeju.
2. Princip rada instrumenta
U hemijskoj bateriji merača kiselosti, indikatorska elektroda je pH staklena elektroda, a referentna elektroda je zasićena kalomelna elektroda. Sada mjerač kiselosti uglavnom koristi pH spojnu elektrodu koja kombinuje to dvoje zajedno.
U hemijskoj bateriji ionskog merača, indikatorske elektrode su uglavnom različite ionsko selektivne elektrode, a referentne elektrode su uglavnom zasićene kalomelne elektrode. Oba instrumenta rade na istom principu. Tokom procesa mjerenja, potencijalni signal koji generira kemijska baterija instrumenta ulazi u izvorni sljedbenik sastavljen od diferencijalnih parova za konverziju impedanse, a nakon što postane signal niske impedance, ulazi se na neinvertirajući terminal operativnog uređaja. pojačalo otpornikom i pojačano operacionim pojačalom. Konačno, izlazni signal prolazi kroz mV blok, pH blok i pX blok instrumenta (jonometar opšte namene ima ove tri funkcije), a zatim prolazi kroz kapiju tranzistora sa efektom polja izvornog sledbenika povratno kolo, a zatim ulazi u operacijsko pojačalo. Invertni ulazni terminal kola formira negativnu povratnu vezu naponskog niza. Stoga se pojačani signali elektrode dobivaju u svakom stupnju mV, pH i pX in-faznog ulaza. U elektrohemijskom procesu, ako se temperatura promijeni, izlazni signal operacionog pojačala će se korigirati nakon prolaska kroz mrežu temperaturne kompenzacije. Zbog funkcije oduzimača, temperaturno kompenzirani elektrodni signal se filtrira. Svaki cijeli broj koji zadovoljava "nazivnu vrijednost potencijala" modela instrumenta oduzima se i prikazuje pomoću proširivača raspona. Svaka vrijednost mantise koja je manja od "vrijednosti nominalnog potencijala" jednaka je prikazanoj u zaglavlju ekrana
Karakteristike ph metra:
Ph metar ima prednosti visoke preciznosti, visoke pouzdanosti i praktične instalacije i održavanja. Također je osjetljiv na zagađenje i potrebno ga je često kalibrirati. Uglavnom se kalibrira svakih jedan do mjesec i po, a elektroda se mijenja svake dvije godine. Staklo na pH elektrodi će postepeno stariti tokom vremena, gradijent će se pogoršati i biće potrebno dosta vremena da postigne stabilan potencijal. Vijek trajanja općih elektroda može doseći dvije godine. Pored toga, temperatura takođe ima veliki uticaj na starenje, a stepen starenja skladištenja na 100 stepeni Celzijusa tokom nekoliko nedelja je ekvivalentan stepenu starenja skladištenja u stakleniku za sledeću godinu.
