如何减少pH传感器的维护—水质分析仪

如果要长期使用以获得准确的pH值，传感器的校准和维护必不可少。不幸的是，这些活动占用了宝贵的时间（和资源）。在诸如环境监控之类的应用中尤其如此，其中传感器通常安装在偏远地区。例如，沿海技术联盟估计，由于生物污染造成的维护成本消耗了运营预算的50％。

减少pH电极维护要求的最佳步骤是为您的应用选择合适的传感器。考虑您将监视的环境类型。水中可能存在哪些会干扰pH传感器功能的污染物？要注意的一件事是污染物会在pH值玻璃上覆盖，覆盖或形成膜。

为什么需要清洁pH传感器

涂层是指生物膜或化学过程残留物积聚在pH测量玻璃的表面上。随着涂层的增加，您可能会注意到测量错误或读数不稳定。如果您发现pH探针显示出非典型读数，则应始终在已知的缓冲溶液中对其进行测试。您的pH探针在缓冲溶液中应该准确读数，即使它有些脏。例如，传感器应在7个缓冲区中读取7.00（±0.20）。

涂层减慢了传感器的响应时间

如果在您的过程中出现涂层问题，您会注意到，尽管在缓冲液中进行的测量是准确的，但传感器的响应时间却很慢（30秒或更长）。按照其产品说明手册清洁pH探针应恢复其快速响应的能力。

涂层可减少跨度

跨距减小是涂层在您的过程中出现问题的另一个迹象。跨度是对pH传感器在整个pH范围内准确读取的能力的度量。跨度为100％的传感器放在7缓冲区时将读取7.00，放在4缓冲区中时将读取4.00。通常，新的pH传感器的跨度为97％或更高，这意味着它在7种缓冲液中的读数为7.00，在4种缓冲液中的读数为3.90至4.10。这些范围是可以接受的，因为pH计具有内置功能来补偿这种变化。跨度自然会随着电极的寿命而减少。但是，如果跨度低于70％，则表示需要清洁以保持测量精度。

降低pH传感器清洁要求

清洁pH传感器可以帮助获得更准确，稳定的读数，但也可能会很痛苦。清洁pH传感器需要将其从过程中移除，追踪正确的化学物质，并仔细清除任何残留物。

因此，如何避免不断清洁pH传感器？如果您的过程中包含涂料或生物污垢污染物，则您可能需要考虑选择带有平面玻璃而不是灯泡形状的pH探头。当将球形玻璃插入过程中时，过程流自然会清洁灯泡的一侧。但是，由于需要流动来绕球形表面移动，因此通常会在另一侧发生堆积。相比之下，平坦的pH值玻璃可以通过工艺流程进行均匀清洁，从而省去了您的工作。

由于pH传感器不断返回不稳定的读数，因此某些应用（例如湿式洗涤塔和染浴）的管理极具挑战性。罪魁祸首是pH参考中毒。参考中毒会增加维护要求和成本，因为中毒的传感器可能需要更换。

什么是pH传感器参考？

甲组合pH传感器是最常见的电化学pH传感器设计。该设计将氢离子选择电极（ISE）与提供稳定电位的参比电极结合在一起。将H + ISE的电势与参考电压的电势进行比较，可以得到一个电压，该电压对应于pH值。

pH传感器参考液由参考电解质和参考线组成。参比导线传导稳定参比电解质的电位。大多数Sensorex pH电极使用银/氯化银（Ag / AgCl）参比导线。银是一种良好的电导体，也是一种无毒材料。

通常将不同的凝胶和溶液用作参考电解质。这些解决方案通常具有一些共同的属性：导电性好、不与被测溶液反应、带正电和带负电的离子以相似的速率扩散。

氯化钾（KCl）是常见参考电解质的一个例子。

什么是参考中毒？

pH传感器参考必须与被测溶液保持电接触以闭合电路。因此，多孔结将参考电解质与溶液分开，从而使电解质流出。

随着时间的流逝，被测量溶液或过程中的化学物质可能会超过参考点。当这些化学物质与参考电解质混合时，参考化学会发生变化。这种现象称为参考中毒。

特别是，与银形成盐的离子的溶解度比氯化银（AgCl）差的离子将影响参考稳定性。实例包括溴（溴- ），碘离子（I - ）和硫化物（S 2-）离子。溶解性较差的银盐将从溶液中沉淀出来，从而耗尽了银离子。同样，还原剂（如亚硫酸氢盐）将银离子还原为金属银，而络合剂（如氨水）则与银离子形成金属络合物。这两种化学反应都会降低参考系统中银离子的可用性。

最终，当参考线上的氯化银涂层完全耗尽时，可以观察到参考电势的较大变化。这表明您的传感器需要更换。

参考中毒的迹象

当传感器读数不稳定时，我们始终建议您在具有已知pH值的缓冲溶液中测试您的pH传感器。测量缓冲溶液时，参考中毒的关键标志是偏差较大。偏移是预期pH值（缓冲液的pH值：4.0、7.0或10）与实际值之差。出厂时的新传感器的偏移量为0.2或更小。

参考结点堵塞的迹象

参考系统污染也可能导致多孔参考结堵塞。当银盐从参比电解质中沉淀出来时，固体沉淀物堵塞了参比结中的孔。这会中断参考与过程之间的电气连接。测量含有重金属（例如汞，铅）的溶液时，也会发生参考堵塞，因为重金属离子会与氯离子形成不溶性盐。结点堵塞的迹象包括传感器响应时间慢和pH值漂移。通常，按照产品说明手册中的准则清洁电极可恢复传感器性能。

如何预防参考中毒

差分pH传感器技术

如果您的过程中存在参比中毒问题，则可以考虑使用差分pH传感器。差分pH和ORP传感器包含缓冲的参比电解质，可抵抗pH的变化。这意味着在基准化学物质发生重大变化之前，差动传感器实际上可以承受一些污染。Sensorex的差分pH传感器也具有可重新装填的参考，因此可以更换电解质溶液。差分pH传感器的连接点是可更换的盐桥，在沉淀物堆积的情况下，可以很容易地将其交换掉。

双结和扩展参考路径

在挑战性应用中使用组合pH传感器时，请寻找具有双结参考设计的传感器。顾名思义，双结传感器具有两个多孔结，可保护参比电极免受污染。一些传感器还具有扩展的参考路径（ERP）技术，这是一个漫长而复杂的路径，可防止外来离子到达参考线。