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Einstab-Meßkette mit eingebauter Temperaturkompensation, robust und langzeitstabil, Kunststoffsondengehäuse.
Eigenschaften
Kurzinfo:
Wie kompliziert ist die Installation der Elektrode in meinen Prozeß?
Völlig unkompliziert, denn bei der Entwicklung der pH-Elektroden der DL2000-Serie wurde auf einen einfachen Einbau in alle erdenklichen Prozesse geachtet.
Die Elektroden können in Rohre (inline) oder Tanks (eintauchbar) eingebaut sowie mit Kugelhähnen kombiniert werden.
Wie finde ich heraus, ob ich Elektroden der Meredian-, Durafet-, DL2000- oder HB-Serie benötige?
Unter „unproblematisch“ sind normale Umgebungsbedingungen und neutrale pH-Werte zu verstehen.
Unter „mäßig“ sind erhöhte Temperaturen und Drücke sowie pH-Werte zwischen 3 und 11 zu verstehen.
Unter „rau“ sind hohe Temperaturen und Drücke sowie stark saure bzw. basische Milieus zu verstehen
Soll ich für all meine Anwendungen Elektroden der DL2000-Serie einsetzen? Nein. Die Vorzüge der Elektroden der DL2000-Serie kommen vor allem bei Anwendungen mit mäßigen Temperaturen und Drücken sowie chemisch weniger aggressiven Substanzen zum Tragen.
ALLGEMEINE FRAGEN ZUM THEMA PH-MESSUNG:
Was ist ein pH-Sensor?
Im Grunde ist ein pH-Sensor eine Batterie, die aus Meßelektrode und Referenzelektrode besteht. Diese beiden Komponenten erzeugen eine
Potentialdifferenz. Die von der „Batterie” (Sensor) erzeugte Gesamtspannung entspricht dabei der Differenz der Spannungspotentiale der beiden Elektroden.
Was ist die Meßelektrode eines Sensors?
Diese Sensorkomponente erzeugt eine Spannung, die proportional zum pH-Wert der gemessenen Lösung ist. Bei der Kombination mit einer Referenzelektrode
sendet sie ein Signal im Millivoltbereich an einen Meßumformer bzw. ein Meßgerät, wo das Spannungssignal in einen pH-Wert umgewandelt und angezeigt wird.
Was ist die Referenzelektrode des Sensors?
Hierbei handelt es sich um eine Batteriezelle, die eine konstante Ausgangsspannung liefert und i. d. R. aus einem Silber- bzw. Silberchloridelement sowie
einem Kaliumchloridelektrolyten (meist in flüssiger, gelartiger oder halbfester Form) besteht. Die Ausgangsspannung (in mV) wird dann über das Medium
(die Flüssigkeit, deren pH-Wert gemessen werden soll) an der Meßelektrode angelegt.
Was ist ein Temperaturkompensator?
Dies ist normalerweise ein Bauteil (Widerstandsfühler, PTC oder Thermistor), dessen Widerstand sich proportional mit der Temperatur der zu messenden
Lösung ändert. Der pH-Meßumformer bzw. das pH-Meßgerät misst diesen Widerstand und berücksichtigt den Einfluß der Temperatur auf den Sensor, indem die
Steilheit der Meßkurve automatisch entsprechend angepasst wird. Bei konventionellen Meßelektroden aus Glas befindet sich der Temperaturkompensator
zumeist in der Nähe der Glasmembran. Diese Position ermöglicht es, die Reaktionszeit bei Temperaturschwankungen des Mediums zu minimieren.
Wie wirkt sich die Temperatur auf die pH-Messung aus?
Eine Erhöhung der Medientemperatur führt gegenüber der ursprünglichen Kalibrierung zu einer steileren, eine Abnahme der Temperatur zu einer flacheren
Meßkurve. Bei herkömmlichen Glaselektroden hat die Temperatur bei einem pH-Wert von exakt 7 keinerlei Einfluß. Je weiter der pH-Meßwert jedoch vom Wert
7 abweicht, umso stärker wirkt sich die Temperatur aus. Daher sollte bei allen Prozessen, in denen mit Temperaturänderungen zu rechnen ist, ein pH-Sensor
mit Temperaturkompensation gewählt werden, um die Steilheit entsprechend anzupassen.
Ferner gilt es zu bedenken, daß sich die Temperatur bei allen Lösungen auch direkt auf den tatsächlichen pH-Wert auswirkt. Wegen der komplexen
Wechselwirkungen in der Zusammensetzung der meisten Lösungen ist es außer bei sehr einfachen Lösungen nicht möglich, den Einfluß der Temperatur
auf den tatsächlichen pH-Wert vorherzusagen.
Welche Umstände führen zu einer Beeinträchtigung der Referenzelektrode und somit zu fehlerbehafteten pH-Meßwerten?
Prozeßablagerungen auf der Referenzelektrode erhöhen den Widerstand gegen deren niedrige Ausgangsspannung im Millivoltbereich. Deshalb ist es für präzise
pH-Messungen unerläßlich, die Oberfläche der Referenzelektrode des Sensors sauber zu halten. Da sich die Ausgangsspannung der Referenzelektrode aus den
verschiedensten Gründen ändern kann, ist es ratsam, die Kalibrierung des
Meßumformers bzw. des Meßgeräts regelmäßig auf Genauigkeit zu prüfen.
Die Umstände, die am häufigsten zu fehlerhaften Meßwerten führen, haben mit der Verunreinigung und dem Verlust des Elektrolyten zu tun. Wenn die
Referenzelektrode im Rahmen der pH-Messung KCl-Ionen des Elektrolyten „opfert“, nehmen andere Ionen aus der Lösung ihren Platz ein. Mit steigender
Konzentration dieser Fremdionen in der Referenzelektrode sinkt die Leistungsfähigkeit der Batterie. Infolgedessen nimmt der Meßfehler zu.
Elektrolytverlust ist zwar unvermeidbar, allerdings gilt es zu bedenken, daß Lösungen mit sehr geringer Ionenstärke zur Erzeugung des Spannungssignals
erheblich mehr KCl-Ionen auf Seiten des Elektrolyten erfordern, als dies bei Lösungen mit annähernd derselben Ionenstärke der Fall ist, da der
Elektrolytverlust der Referenzelektrode zu groß ist, um die zur präzisen pH-Messung benötigte kalibrierte Steigung der Meßkurve aufrecht zu erhalten.
Welche sonstigen Faktoren können die Referenzelektrode beeinträchtigen?
Die Meßgenauigkeit wird u. a. durch die Bewegung der Lösung um die Referenzelektrode beeinträchtigt. An der Membran kommt es zu chemischen Reaktionen
mit dem Medium. Zuweilen entstehen infolge chemischer Reaktionen oder Inkompatibilitäten geringfügige Potentialdifferenzen, die sich nachteilig auf
die Gesamtpotentialdifferenz zwischen Referenz- und Meßelektrode auswirken können.
Was ist zu tun, wenn der Elektrolyt der Referenzelektrode verbraucht ist?
Bei Elektroden der Serie Durafet II kann der Benutzer den verbrauchten Elektrolyten
mit Hilfe von Honeywells Gelnachfüllkit selbst erneuern. Dieses Kit
beinhaltet alle erforderlichen Komponenten und ermöglicht so die vollständige Überholung des Referenzsystems. Bei Elektroden der Serie Meredian II wird
der großvolumige Referenzelektrodenbehälter mit einem Spezialgel gefüllt, das auch bei höheren Temperaturen seine Viskosität bewahrt. Dies gewährleistet
hohe Stabilität und eine lange Lebensdauer der Elektrode. Nach Ablauf der Lebensdauer der Elektrode ist der Austausch der gesamten Elektrode erforderlich.
Wie oft ist die Elektrode zu säubern?
Die Häufigkeit der Elektrodenreinigung wird vom Endbenutzer bestimmt und richtet sich danach, ob zu jedem beliebigen Zeitpunkt präzise pH-Messungen
durchführbar sein sollen. Anwendungen in sauberen, wässerigen Lösungen erfordern zumeist einen geringeren Wartungsaufwand als schlammige oder chemisch
verunreinigte Medien. Deshalb können an dieser Stelle keine genauen Vorgaben gemacht werden – der Benutzer selbst kann am besten abschätzen, wie häufig
die Elektrode zu reinigen ist. Die Elektrodenreinigung selbst gestaltet sich denkbar einfach. Je nach Grad der Verschmutzung der Elektrode genügt Wasser,
ein mildes Reinigungsmittel oder eine schwache Säure.