Проаналізуйте основну структуру та принцип роботи ph-метра
Приладом для вимірювання pH розчину є вимірювач кислотності (також відомий як pH-метр), який розроблений відповідно до практичного визначення pH. Приладом для вимірювання активності (концентрації) вимірюваного іона в розчині є іонометр. Оскільки вимірювачі кислотності вимірюють електрорушійну силу між двома електродами хімічних батарей із високим внутрішнім опором, їх структурні принципи в основному однакові, і часто той самий прилад має кілька функцій, які можуть вимірювати pH і pX, а також можуть вимірювати мВ.
1. Основна структура приладу:
Існує багато моделей вимірювачів кислотності та іонометрів, які використовуються в лабораторіях, але їх структури зазвичай складаються з двох частин, а саме електродної системи та високоімпедансного мілівольтметра. Електрод і досліджуваний розчин утворюють первинну батарею, а різницю потенціалів між електродами вимірюють мілівольтметром. Після посилення різниці потенціалів за допомогою схеми підсилювача вона відображається амперметром або цифровою трубкою. Згідно з характеристиками рН скляних електродів і різних іонселективних електродів (іонселективних електродів), вимірювачі кислотності та іономіри повинні мати високий імпеданс, мати позитивну та негативну полярність і можуть вимірювати позитивні та негативні іони досліджуваного розчину; прилад повинен мати кращий. Тому у вхідній частині приладу схема диференціальної пари складається з польових транзисторів з високим вхідним опором, а джерело постійного струму, що складається з подвійних тріодів, забезпечує фіксацію робочої точки диференціальної пари. зменшити дрейф сигналу; прилад Посередині є схема фільтра для запобігання перешкодам високочастотних сигналів; Функція мережі температурної компенсації полягає в запобіганні змінам температури на сигнал електрода. Іонометр із функцією прямого зчитування концентрації також додає антилогарифмічний підсилювач, який перетворює значення pX у значення концентрації виміряного іона та відображає його безпосередньо на дисплеї.
2. Принцип роботи приладу
У хімічній батареї кислотометра індикаторним електродом є рН-скляний електрод, а електродом порівняння — насичений каломельний електрод. Зараз у вимірювачі кислотності здебільшого використовується складний рН-електрод, який поєднує обидва компоненти.
У хімічній батареї іонометра індикаторними електродами є здебільшого різноманітні іоноселективні електроди, а електродами порівняння – здебільшого насичені каломельні електроди. Обидва інструменти працюють за однаковим принципом. Під час процесу вимірювання потенційний сигнал, створений хімічною батареєю приладу, надходить у повторювач джерела, що складається з диференціальних пар для перетворення імпедансу, і після того, як він стає сигналом з низьким опором, він надходить на неінвертуючий термінал робочого пристрою. підсилювач резистором і посилений операційним підсилювачем. Нарешті, вихідний сигнал проходить через блок мВ, блок pH і блок pX приладу (звичайний іонометр загального призначення має ці три функції), а потім проходить через затвор польового транзистора істокового повторювача ланцюга зворотного зв'язку, а потім надходить в операційний підсилювач. Інвертуючий вхідний контакт схеми формує послідовний негативний зворотний зв'язок за напругою. Таким чином, посилені електродні сигнали відповідно отримуються на кожній передачі синфазного входу mV, pH та pX. В електрохімічному процесі, якщо температура змінюється, вихідний сигнал операційного підсилювача буде скоригований після проходження через мережу температурної компенсації. Завдяки функції субтрактора температурно-компенсований електродний сигнал фільтрується. Будь-яка ціла частина, яка задовольняє «номінальне потенційне значення» моделі приладу, віднімається та відображається розширювачем діапазону. Будь-яке значення мантиси, яке є меншим за «номінальне потенційне значення», дорівнює Відображеному в заголовку дисплея
Особливості ph-метра:
PH-метр має такі переваги, як висока точність, висока надійність, а також зручна установка та обслуговування. Він також чутливий до забруднень і потребує частого калібрування. Як правило, його калібрують кожні один-півтора місяці, а електрод замінюють кожні два роки. Скло на рН-електроді з часом поступово старіє, градієнт погіршиться, і для досягнення стабільного потенціалу знадобиться багато часу. Термін служби загальних електродів може досягати двох років. Крім того, температура також має великий вплив на старіння, і ступінь старіння при 100 градусах Цельсія протягом кількох тижнів еквівалентний ступеню старіння в теплиці протягом наступного року.
