Pomiar procesowy cieczy

Automatyczne czyszczenie i kalibracja czujników pH w pomiarach procesowych

W procesie pomiaru pH często napotykamy problem, w którym wymagana jest stosunkowo częsta konserwacja czujnika pH. Niestety, podczas manipulowania czujnikiem, jest on uszkodzony. Aby tego uniknąć i częstszą konserwację bez interwencji człowieka, można zainwestować w technologię, aby stworzyć system, który zapewni:

• Automatyczny pomiar
• Automatyczne czyszczenie matrycy bez udziału człowieka
• Automatyczna kalibracja
• Wymień czujnik bez wyłączania

Taki system można zbudować za pomocą innowacyjnego rozwiązania Knick. To rozwiązanie opiera się na zestawie składającym się z:

• Inteligentny konwerter Protos
• Automatyczny wysuwany łącznik Ceramat lub Sensogate
• System Unical 9000
• Sensor Memosens

System może być zainstalowany bezpośrednio w działaniu, zarówno w bezpiecznym środowisku, jak i w atmosferze potencjalnie wybuchowej. Oprawy mogą być umieszczone zarówno bezpośrednio w rurociągu, jak i w reaktorze. Połączenia mogą być różne, zaczynając od standardowego kołnierza ze specjalnymi połączeniami Variline.

Fotometr CHS UVSens do pomiaru ChZT

CHS UVSens to mały i lekki fotometr przeznaczony do pomiaru organicznego zanieczyszczenia wody. Pomiar parametrów jakości wody odbywa się na podstawie pochłoniętego światła o długości fali 254 nm .

• Złożona mieszanina składników organicznych, powszechnie występujących w wodzie, powoduje problemy w gospodarce wodnej
• Wiele z tych substancji pochłania promieniowanie UV o długości 254 nm
• Substancje te możemy określić za pomocą absorpcji promieniowania
• CHS UVSens – szybki i bezpieczny pomiar optyczny

Ważne koncepcje

Fotometr umożliwia zapisanie biblioteki kalibracji dla różnych próbek/punktów próbkowania. Kalibracja lub konwersja wartości absorbancji UV 254 nm na wymagany parametr całkowity zależy od składu/pochodzenia wody.

• Wszystkie powyższe parametry są mierzone jednocześnie.
• Automatyczne zapisywanie danych, przeglądanie danych i wykresów, eksport do PC.

CABLES AND CONNECTORS FOR CHS SENSORS

Pomiar ciągły

Sondy ze złączem (S8, VP6, Memosens,…) oraz kablem mocowanym w listwie zaciskowej konwertera są standardem.

S8*

• dwubiegunowe złącze podstawowe
• może przesyłać tylko jeden sygnał, więc nadaje się tam, gdzie czujnik temperatury nie jest potrzebny lub znajduje się poza sondą pH
• do wilgotnego środowiska można używać z odpowiednią armaturą, na przykład CHS WaterDip

• kabel:
  • średnica 3 mm, słabe ekranowanie - podatne na zakłócenia elektromagnetyczne
  • zalecana długość do 5 metrów
  • instalacja: z dala od źródeł zakłóceń (kable zasilające, silniki elektryczne, transformatory)
  • podatne na prądy błądzące na konstrukcjach metalowych

VP6

• Złącze VarioPin z 6 pinami może przesyłać wiele sygnałów. Nadaje się do sond ze zintegrowanym czujnikiem temperatury
• solidna metalowa konstrukcja i dobra wodoodporność
• używać w prawie wszystkich środowiskach i aplikacjach
• kabel:
  • podwójne ekranowanie, mniej podatne na zakłócenia elektromagnetyczne
  • zalecana długość do 20 metrów

instalacja: z dala od źródeł zakłóceń (kable zasilające, silniki elektryczne, transformatory)

Notatki

• złącze indukcyjne
• transmisja sygnału nie zapewnia kontaktu metalowych elementów, ale indukcji pomiędzy cewkami w sondzie a kablem
• odporny na prawie każde środowisko, nie przeszkadza mu wilgoć ani substancje żrące
• sygnał cyfrowy jest odporny na wszelkie zakłócenia
• nadaje się do wszelkich zastosowań, szczególnie w środowiskach wilgotnych i korozyjnych
• kabel:
  • sygnał cyfrowy nie jest podatny na zakłócenia,
  • zalecana długość do 20 metrów
  • instalacja: możliwa również w drogach kablowych z przewodami zasilającymi

Sondy z przewodem stałym są stosowane rzadko w przypadku prostszych układów pomiarowych. Zwykle dla mało wyrafinowanych przetworników, w których kabel sygnałowy jest podłączony do zewnętrznego złącza (zwykle BNC). Stanowi to źródło problemów z powodu korozji środowiskowej złącza.

Zdjęcie złącz czujnika:

złącze S8	złącze VP6	złącze Memosens

Pomiary laboratoryjne i przenośne

Sonda ze złączem (zwykle S7* )

• stosowany jako wariant ekonomiczny, w którym umieszczany jest czujnik temperatury zewnętrznej lub nie jest wymagany pomiar temperatury
• dwupinowe złącze S7 może przesyłać tylko jeden sygnał
• polecany jako roztwór laboratoryjny
• w przypadku zakłóceń zaleca się użycie kabla w oplocie (5 mm)

Naprawiono kabel

• jest wymagany w przypadku zintegrowanego czujnika temperatury
• nadaje się do pomiarów przenośnych
• brak złącza jest dobry w wilgotnych środowiskach
• jeśli cała sonda zostanie przypadkowo zanurzona w próbce, ryzyko wycieku nie jest tak duże jak w przypadku złącza
• nie ma ryzyka pęknięcia sondy po zwolnieniu złącza

Złącza po stronie przyrządu, które są zwykle używane do pomiaru pH:

Złącza takie jak Cinch, Jack, „banan” i inne są powszechnie używane do przesyłania sygnału czujnika temperatury. Zwykle wersje dwubiegunowe lub dwa osobne banany. W przypadku tylko jednego bieguna, biegun (-) pomiaru temperatury jest wspólny dla odniesienia sondy pH. To zależy od producenta pehametru.

Notatka:

* Część kabla S7/S8 złącza jest identyczna, różnica dotyczy głowicy sondy

– S7: wersja laboratoryjna

– S8: typ procesowy z gwintem (PG 13.5) do montażu na rurze.

złącze BNC	złącze DIN

Pomiar PH

Wybór elektrody pH

Korpus ze szkła × epoksydowego

Ze względu na odporność mechaniczną, epoksydowe elektrody korpusowe nadają się do „grubszych” manipulacji i wymagających warunków terenowych, a ich wadą jest niższy opór cieplny w porównaniu do elektrod szklanych. Można je teraz również stosować do określania pH roztworów zawierających rozpuszczalniki organiczne i substancje żrące. W przeciwieństwie do tego, elektrody szklane wytrzymują wyższe temperatury pracy i silnie korozyjne rozpuszczalniki.

Pojedynczy most × podwójny most

Ekonomiczne elektrody z pojedynczym mostem nadają się do większości ogólnych zastosowań. Podwójne elektrody mostkowe, które nie zanieczyszczają mostka odniesienia, powinny być używane do określenia pH roztworów zawierających siarczki, metale ciężkie lub bufory tris.

Ponowne napełnianie × Zamknięte (bezobsługowe)

Elektrody wielokrotnego napełniania umożliwiają wypełnienie lub wymianę elektrody elektrody odniesienia dzięki obecności otworu wlewowego - który jest ekonomiczny i gwarantuje długą żywotność elektrody. Zamknięte elektrody są bardzo trwałe i nie wymagają konserwacji. Jednak zazwyczaj mają krótszą żywotność.

Ag / AgCl (argentochlorek) × Hg / Hg ₂ Cl ₂ (calomel)

Najczęstszym typem elektrod pH, odpowiednim do wszystkich standardowych zastosowań (limit temperatury 80 ° C), są elektrody oparte na ogniwie elektrochemicznym Ag / AgCl. Elektroda kalomelowa (Hg / Hg2Cl2; granica temperatury 70 ° C) jest zalecana do oznaczania pH roztworów zawierających białka, substancje organiczne lub metale ciężkie zdolne do reagowania ze srebrem w celu zablokowania ciekłego wiązania.

Ogólne zastosowanie specjalne

Anality, których nie uważamy za standardowe aplikacje (odpowiednie dla elektrod ogólnego zastosowania), obejmują: roztwory zawierające metale ciężkie, białka, rozpuszczalniki organiczne, jony o wysokiej zawartości sodu, siarczki, roztwory o niskiej zawartości jonów (woda dejonizowana) i tris bufory.

Czujniki CHS - nowa technologia

Sondy laboratoryjne CHS to czujniki elektrochemiczne produkowane w Szwajcarii do pomiaru pH różnych mediów. Każda sonda ma nazwę, numer seryjny, numer partii i zakres temperatur na ciele. Wszystkie elektrody podlegają podwójnej kontroli jakości, zarówno w fabryce, jak i przed otrzymaniem certyfikatu QC Chromservis sro dla sond w oparciu o kontrolę wzrokową i kontrolę reakcji przez certyfikowany bufor.

Produkujemy sondy i modyfikujemy ofertę zgodnie z aktualnymi wymaganiami klienta. Dostarczamy wersje z głowicą S7, kablem stałym ze złączem BNC lub DIN i wersją czujnika temperatury (NTC 30 kΩ).

PROJEKT ELEKTROD LABORATORYJNYCH

• wszystkie elektrody mają nadrukowaną nazwę, numer seryjny, numer partii i temperaturę pracy na ciele
• zielony wewnętrzny bufor umożliwia wizualną kontrolę pH kolby
• elektrody są dostarczane z rozwiązaniem do przechowywania i zakrętką
• łatwe zdejmowanie pokrywy poprzez odkręcenie, bezpieczne uszczelnienie pokrywy
• Znak jakości pomiędzy głowicą elektrody a kablem spełnia IP68

PROJEKT ELEKTRODY PROCESOWEJ

• wszystkie elektrody mają nadrukowaną nazwę, numer seryjny, numer partii i temperaturę pracy na ciele
• niebieski wewnętrzny bufor zapewnia łatwą kontrolę wzrokową pH kolby
• elektrody są dostarczane z rozwiązaniem do przechowywania i zakrętką
• w zależności od typu elektrody są wyposażone w czujnik temperatury i odpowiednie złącze

Pomiar tlenu rozpuszczonego

Czujniki optyczne do pomiaru tlenu rozpuszczonego

Stosowane wcześniej sondy amperometryczne wykorzystują pomiar prądu między dwiema elektrodami zanurzonymi w roztworze elektrolitu za pomocą tak zwanej celi pomiarowej Clarka. Typowe ogniwo składa się ze złotej katody i srebrnej anody, do których przykładane jest napięcie polaryzacji (około 0,8 V). Elektrody zanurzone są w elektrolicie na bazie wodnego roztworu KCl lub KBr i są oddzielone od mierzonego medium półprzepuszczalną membraną polimerową przepuszczającą tlen. Tlen rozpuszczony w ciekłym ośrodku dyfunduje przez membranę do elektrolitu i w wyniku reakcji oksydacyjno-redukcyjnych na elektrodach przepływa przez nią bardzo mały prąd (wielkość kilkudziesięciu nanoamperów), wprost proporcjonalny do zawartości tlenu w elektrolit, a tym samym stężenie tlenu rozpuszczonego w mierzonym medium.

Zasada pomiaru

Czujniki optyczne do pomiaru tlenu rozpuszczonego działają na zupełnie innej zasadzie niż stosowane dotychczas sondy amperometryczne. Niektórzy producenci stosują dwie różne diody elektroluminescencyjne (LED). W produkcie CHS ODOSens nasza firma stosuje podwójną detekcję promieniowania luminescencyjnego (diody wzbudzające i detekcyjne), co minimalizuje efekt niejednorodności próbki i ewentualnego uszkodzenia luminoforu. Zintegrowany przetwornik stale porównuje wyjścia z obu elementów pomiarowych nakierowane na inne części luminoforu, zapewniając w ten sposób najdokładniejszy pomiar stężenia rozpuszczonego tlenu.

Czujniki serii CHS ODOSens mierzą, podobnie jak czujniki z całością Clarka, ciśnienie cząstkowe tlenu, które można wyrazić jako procent nasycenia powietrza lub jako stężenie w jednostkach mikrogramów na litr (ppb, czyli 1x10 ^-9 ), lub mg/l (ppm, tj. 1x10 ^-6 ). Można go mierzyć w zakresie stężeń od 8 ppb do 25 ppm, co odpowiada zakresowi od 0,1% do 300% nasycenia powietrza. Dla większości zastosowań ten zakres pomiarowy jest więcej niż wystarczający, ale czujnik CHS ODOSens T , który niezawodnie mierzy nawet 1 ppb, jest oferowany do zastosowań specjalnych (np. piwowarstwo).

Literatura:

KADLEC, K.: Nowe optyczne czujniki ilości rozpuszczonego tlenu. Automa, 2007, nr 12, s. 46 (artykuł nie znajduje się w archiwum wydawcy )

Czy możesz zaufać swojemu buforowi pH?

GMP, GLP, ISO 9001, EN 45000, kalibracja, weryfikacja, śledzenie metrologiczne i certyfikacja akredytowanej organizacji to coraz ważniejsze pojęcia, które można spotkać niemal codziennie w praktyce laboratoryjnej. Ważne elektrody pH i ORP są ważnymi "narzędziami" do pomiaru wielkości fizyko-chemicznych, a ich kalibracja nigdy nie była tak łatwa. Wszystkie procedury kalibracji zakładają, że wartości roztworu kalibracyjnego są prawidłowe. Jednak wartości pH buforu mogą zmieniać się w czasie i mogą wpływać na wyniki pomiaru pH.

Pełna gama opatentowanych buforów pH zapewnia stabilność pH, która nie została wcześniej osiągnięta. Hamilton zapewnia gwarancję DURACAL buforów pH przez 5 lat od daty produkcji. Roztwory o pH 9,21 i pH 10,01 są nawet stabilne na powietrzu. Wysoka pojemność buforowa umożliwia szybką i stabilną kalibrację. Bufory pH Hamilton DURACAL zawierają konserwanty zapobiegające wzrostowi grzybów i mikroorganizmów.

Metrologiczna identyfikowalność

Ważną kwestią przy produkcji certyfikowanych materiałów odniesienia jest zapewnienie ciągłości metrologicznej poprzez nieprzerwany łańcuch porównań z materiałem odniesienia o najwyższej jakości metrologicznej (pierwotny materiał referencyjny).

• Kołowa identyfikacja metrologiczna : w przeciwieństwie do innych producentów, którzy używają identyfikowalności metrologicznej, Hamilton stosuje kołową identyfikowalność metrologiczną, a co za tym idzie śledzi identyfikowalność.Kółkowa identyfikowalność metrologiczna zapewnia użytkownikom DURACAL-a wyjątkową niezawodność.
• Śledzenie metrologiczne w górę: Hamilton określa wartość pH bufora DURACAL, porównując z dwoma wtórnymi materiałami referencyjnymi. Są to materiały referencyjne od akredytowanych dostawców wtórnych materiałów referencyjnych. Przygotowane w ten sposób roztwory są retrospektywnie porównywane z pierwotnymi materiałami odniesienia PTB ¹⁾ lub NIST ²⁾ .
• W dół ślad metrologiczny: Aby zapewnić najwyższą możliwą dokładność i niezawodność wartości pH bufora, reprezentatywna próbka każdej partii produkcyjnej jest przesyłana do niemieckiego laboratorium DKD ³ (DKD-K-06901) w celu zewnętrznej, niezależnej i bezstronnej weryfikacji. W tym laboratorium próbki buforów DURACAL są porównywane z wtórnym materiałem referencyjnym DKD-K-06901.

Wtórny materiał referencyjny jest oczywiście powiązany z podstawowym materiałem referencyjnym PTB. Na tym etapie pętla jest zamknięta: podstawowy materiał referencyjny PTB jest punktem początkowym i końcowym. DKD dostarcza Hamiltonowi certyfikat kalibracji dla każdego DURACAL pH danej partii produkcyjnej. To gwarantuje najwyższą jakość buforów Hamiltona, z którymi możesz wtedy pracować w swoim laboratorium.

Czyszczenie i kondycjonowanie elektrod pH

Mierniki pH są najczęściej używane w aplikacjach, w których wymagane jest regularne czyszczenie elektrod. Takie zastosowania obejmują wodę o wysokiej twardości, szlam, materiały lepkie lub próbki o wysokiej zawartości oleju lub białka. Podczas czyszczenia elektrod należy przestrzegać zasad bezpieczeństwa, ponieważ stosowane są niebezpieczne chemikalia: detergenty, HCl (kwas chlorowodorowy) i NaOH (wodorotlenek sodu).

Metoda 1

Zanurz elektrodę w 0,4 molowym HCl (kwas chlorowodorowy) przez 10 minut. Następnie przepłucz elektrodę wodą dejonizowaną lub destylowaną. Ta procedura powinna usunąć zanieczyszczenia organiczne (białka) z elektrody i powierzchni elektrody odniesienia.

Metoda 2

Zanurz elektrodę w 3,8 do 4,0-molowym roztworze KCl (roztwór chlorku sodu) ogrzanym do 50 ° C przez 1 godzinę. Umieść roztwór KCl w temperaturze pokojowej i przepłucz elektrodę wodą dejonizowaną lub destylowaną. Spowoduje to usunięcie elektrody odniesienia z zanieczyszczeń.

Metoda 3

Zanurz elektrodę w buforze o pH = 4,0, podgrzanym do 50 ° C na 1 godzinę. Doprowadź roztwór buforowy do temperatury pokojowej i przepłucz elektrodę wodą dejonizowaną lub destylowaną. Wykonaj tę procedurę, aby wyczyścić elektrodę odniesienia.

Metoda nr 4

Po każdym użyciu przepłucz elektrod 0,5 N lub 1% roztworem HCl. Jeśli zanieczyszczenia oleju lub białka osadzają się na elektrodzie, przepłucz elektrodę ciepłym roztworem detergentu. Jeśli brud jest duży, pozostaw elektrodę w roztworze detergentu na noc. Następnie przepłucz elektrodę wodą dejonizowaną lub destylowaną i zanurz ją w 1% HCl na 10 minut. Przepłucz elektrodę wodą dejonizowaną lub destylowaną i przetestuj ją za pomocą buforów pH. Jeśli jesteś w stanie poprawnie skalibrować elektrodę, możesz użyć jej ponownie. Jeśli tak nie jest, powtórz czyszczenie lub wymień elektrodę.

Metoda 5

Usuń białka z elektrody w następujący sposób: zanurz elektrodę w roztworze enzymu, aby oczyścić soczewki kontaktowe i zostaw elektrody przez noc. Enzym uwalnia elektrodę białkową.

Konserwacja elektrod pH

Konserwacja i przechowywanie elektrod pH

Elektrody pH są wrażliwymi czujnikami, które wymagają prawidłowej obsługi i konserwacji, aby zapewnić dokładne i wiarygodne wyniki i mieć najdłuższy możliwy okres użytkowania. Jeśli elektroda pH nie jest używana przez dłuższy czas, musi być przechowywana w stanie wilgotnym. Elektrody pH utrzymuje się w roztworze do przechowywania ( „Roztwór do przechowywania”) lub bufor pH siódmego

NIE umieszczaj elektrody w destylowanej lub zdejonizowanej wodzie, ponieważ jony elektrody szklanej i elektrolit odniesienia zostaną utracone. Powoduje to powolną reakcję.

Elektrody pH są dostarczane z ochronną pokrywką lub fiolkami do przechowywania, aby zapobiec zerwaniu się elektrody bez zarysowania. Ponadto elektroda pH jest przechowywana w stanie wilgotnym. Przed użyciem elektrody pH ostrożnie zdejmij (lub zdejmij pokrywę ochronną) i spłucz wodą destylowaną. W celu długotrwałego przechowywania, trzymaj elektrodę w fiolce do przechowywania tak, aby szklana bańka (szkło wrażliwe na pH) była wystarczająco zanurzona. Zawsze dodawaj rozwiązanie do przechowywania zgodnie ze swoim żądaniem.