ساختار اصلی و اصل کار ph متر را تجزیه و تحلیل کنید
ابزار اندازه گیری PH محلول، اسیدیته سنج (همچنین به عنوان PH متر شناخته می شود) است که با توجه به تعریف عملی pH طراحی شده است. ابزار اندازه گیری فعالیت (غلظت) یونی که باید در محلول اندازه گیری شود، یون متر است. از آنجایی که اسیدیتهسنج نیروی محرکه بین دو الکترود باتریهای شیمیایی با مقاومت داخلی بالا را اندازهگیری میکند، اصول ساختاری آنها اساساً یکسان است و اغلب یک دستگاه دارای عملکردهای متعددی است که میتواند pH و pX را اندازهگیری کند و همچنین میتواند mV را اندازهگیری کند.
1. ساختار اصلی ساز:
مدلهای زیادی از اسیدیتهسنجها و یونمترها در آزمایشگاهها استفاده میشود، اما ساختار آنها به طور کلی از دو بخش، یعنی سیستم الکترود و میلیولتمتر با امپدانس بالا تشکیل شده است. الکترود و محلول مورد آزمایش یک باتری اولیه را تشکیل می دهند و اختلاف پتانسیل بین الکترودها با یک میلی ولت متر اندازه گیری می شود. پس از اینکه اختلاف پتانسیل توسط یک مدار تقویت کننده تقویت شد، توسط یک آمپر متر یا یک لوله دیجیتال نمایش داده می شود. با توجه به ویژگیهای الکترودهای شیشهای pH و الکترودهای مختلف انتخابی یون (الکترودهای انتخابی یون)، اسیدیتهسنجها و یونمترها باید دارای امپدانس بالا، قطبیت مثبت و منفی باشند و بتوانند یونهای مثبت و منفی محلول آزمایش را اندازهگیری کنند. ابزار باید بهتر باشد بنابراین، در قسمت ورودی دستگاه، مدار جفت دیفرانسیل از ترانزیستورهای اثر میدانی با امپدانس ورودی بالا تشکیل شده است و منبع جریان ثابت متشکل از تریودهای دوگانه تضمین می کند که نقطه عملیاتی جفت دیفرانسیل ثابت است. برای کاهش رانش سیگنال؛ ابزار یک مدار فیلتر در وسط برای جلوگیری از تداخل سیگنال های فرکانس بالا وجود دارد. عملکرد شبکه جبران دما این است که سیگنال الکترود را تحت تاثیر تغییرات دما قرار ندهد. یون متر با عملکرد قرائت مستقیم غلظت نیز یک تقویت کننده ضد ورود به سیستم اضافه می کند که مقدار pX را به مقدار غلظت یون اندازه گیری شده تبدیل می کند و آن را مستقیماً روی نمایشگر نمایش می دهد.
2. اصل کار ساز
در باتری شیمیایی اسیدیتهسنج، الکترود نشانگر یک الکترود شیشهای pH و الکترود مرجع یک الکترود کالومل اشباع است. در حال حاضر اسیدیته متر بیشتر از الکترود ترکیبی pH استفاده می کند که این دو را با هم ترکیب می کند.
در باتری شیمیایی یون متر، الکترودهای نشانگر عمدتاً الکترودهای مختلف انتخابی یونی هستند و الکترودهای مرجع عمدتاً الکترودهای کالومل اشباع شده هستند. هر دو ساز بر اساس یک اصل کار می کنند. در طول فرآیند اندازهگیری، سیگنال پتانسیل تولید شده توسط باتری شیمیایی دستگاه برای تبدیل امپدانس به دنبال کننده منبع متشکل از جفتهای دیفرانسیل وارد میشود و پس از تبدیل شدن به سیگنال کم امپدانس، به ترمینال غیر معکوس عملیاتی وارد میشود. تقویت کننده توسط یک مقاومت و تقویت شده توسط تقویت کننده عملیاتی. در نهایت، سیگنال خروجی از بلوک mV، بلوک pH و بلوک pX دستگاه عبور می کند (یونسنج عمومی همه منظوره این سه عملکرد را دارد) و سپس از دروازه ترانزیستور اثر میدان منبع دنبال کننده عبور می کند. مدار بازخورد و سپس وارد تقویت کننده عملیاتی می شود. ترمینال ورودی معکوس مدار یک فیدبک منفی سری ولتاژ را تشکیل می دهد. بنابراین، سیگنالهای الکترود تقویتشده به ترتیب در هر چرخ دنده mV، pH و pX ورودی فاز به دست میآیند. در فرآیند الکتروشیمیایی در صورت تغییر دما، سیگنال خروجی تقویت کننده عملیاتی پس از عبور از شبکه جبران دما اصلاح می شود. به دلیل عملکرد تفریق کننده، سیگنال الکترود جبران شده با دما فیلتر می شود. هر قسمت صحیحی که «مقدار پتانسیل رتبهبندی شده» مدل ابزار را برآورده کند، کم شده و توسط توسعهدهنده محدوده نمایش داده میشود. هر مقدار مانتیس که کمتر از "مقدار پتانسیل رتبه بندی شده" باشد برابر است با نمایش داده شده توسط هدر نمایشگر
ویژگی های ph متر:
PH متر دارای مزایای دقت بالا، قابلیت اطمینان بالا و نصب و نگهداری راحت است. همچنین به آلودگی حساس است و باید مرتباً کالیبره شود. به طور کلی هر یک تا یک ماه و نیم کالیبره می شود و هر دو سال یکبار الکترود تعویض می شود. شیشه روی الکترود pH به تدریج با گذشت زمان کهنه می شود، گرادیان خراب می شود و زمان زیادی طول می کشد تا به پتانسیل پایدار برسد. طول عمر الکترودهای عمومی می تواند به دو سال برسد. علاوه بر این، دما نیز تأثیر زیادی در پیری دارد و درجه پیری نگهداری در دمای 100 درجه سانتیگراد برای چند هفته معادل درجه پیری نگهداری در گلخانه برای سال آینده است.
