سنسور ph دستگاهی است که از آن در صنایع مختلف استفاده می شود و می توان با آن میزان اسیدی و قلیائی بودن محصولات و مواد اولیه مختلف را اندازه گیری نمود. اندازه گیری میزان اسیدی بودن مایعات با استفاده از سنسور ph در بسیاری از صنایع از قبیل صنایع غذایی، دارویی، صنایع کشاورزی، تصفیه خانه ها، آزمایشگاه های صنعتی و پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه در خصوص خاصیت های PH و همچنین مدل های مختلف سنسور ph و کاربرد ها و نکات پیش از خرید آن ها بیشتر توضیح خواهیم داد.
PH چیست و سنسور ph چگونه کار می کند؟
PH از لغت فرانسوی Hydrogene گرفته شده است و اصطلاح ph نیز مخفف دو کلمه Hydrogene و power بوده که بیانگر قدرت یونی هیدروژن در آب است. به عبارت دیگر، نسبت مولکول های یونیزه شده به غیر یونیزه شده در محیط های آبی را PH می نامند.
در واقع به درصد اسیدیته و قلیایی بودن آب PH می گوییم .درجه اسیدیته یا قلیایی بودن آب بین عدد صفر و ۱۴ متغیر بوده و عدد ۷ که حد وسط آن است به معنی نقطه مرزی یا خنثی می باشد که بدین معنی خواهد بود که آب نه اسیدی است نه قلیایی و حالتی خنثی دارد. اگر هر چه از طرف عدد خنثی یعنی ۷ به طرف صفر حرکت کنیم آب به سمت اسیدی کشیده شده و به معنی کاهش PH است و هر چه از عدد خنثی یعنی ۷ به سمت ۱۴ حرکت کنیم آب به سمت قلیایی و افزایش PH حرکت می کند.
با اینکه ممکن است یون های مختلفی در محلول شکل بگیرند، ولی آن هایی که تعیین می کنند محلول اسیدی یا قلیائی است، به ترتیب یون هیدروژن (H+) و یون هیدروکسیل (OH-) هستند. زمانی که تعداد یون های هیدروژن از تعداد یون های هیدروکسیل در محلول بیشتر باشد، محلول اسیدی است. وقتی‌که تعداد این دو یون برابر باشد، محلول خنثی است. زمانی که تعداد یون های هیدروژن از تعداد یون های هیدروکسیل در محلول کمتر باشد، محلول قلیایی (بازی) است.
معمولا برای سنجش میزان PH موجود در مواد مختلف از سنسور ph استفاده می شود. این سنسور ها به دو شکل می توانند میزان اسیدی و بازی بودن یک محلول یا ماده را مورد سنجش قرار دهند. سنسور ph ساده از کاغذ های رنگی و تغییر رنگ برای این منظور استفاده می کند و نمی تواند عدد دقیقی را نشان دهد. از طرف دیگر سنسور ph الکتریکی می تواند عدد دقیق میزان PH آب را به شما نشان دهد. در ادامه به شکلی کامل در خصوص دو مدل اصلی سنسور ph توضیح خواهیم داد.
انواع سنسور ph
سنسور ph با روش رنگ سنجی. این روش شیمیایی که برای تعیین PH استفاده می شود، با افزودن یک قطره از محلول بر روی یک اندیکاتور اسید – باز انجام می شود.کاغذ های اندیکاتور PH برای این کار مناسب هستند. یک قطره از نمونه روی کاغذ PH قرار داده می شود و به این ترتیب رنگ کاغذ تغییر خواهد کرد. اندیکاتور ها مولکول های بزرگ آلی هستند که بر اساس PH محلول تغییر رنگ پیدا می کنند. در محدوده ای خاص از دامنه PH برای هر اندیکاتور تغییر رنگ مشاهده می شود (معمولا حدود 5/1 واحد PH). به عنوان مثال برای اندیکاتور کروزول قرمز در PH پایین تر از 7، رنگ محلول اندیکاتور زرد است و در PH بالاتر از 8/8 رنگ محلول قرمز رنگ خواهد بود. در مقادیر PH متوسط بر اساس نوع PH تغییر درجه رنگ محلول به صورت نارنجی خواهد بود. اندیکاتور های مختلف زیادی وجود دارند که می توانند تمام محدوده ی PH را تحت پوشش قرار دهند.
سنسور ph الکتریکی. اکثر اندازه گیری های PH در آزمایشگاه ها با استفاده از سنسور ph الکتریکی انجام می شود که به وسیله یک مدار الکتریکی کار می کند. این مدار از یک الکترود شیشه ای و یک الکترود مرجع خارجی و یک ولت متر که پتانسیل الکتریکی را در مدار ثبت می کند، تشکیل شده است. الکترود شیشه ای از یک سیم حامل جریان تشکیل شده است که در داخل یک محلول که PH مشخص دارد فرو برده می شود. پس از وارد شدن دستگاه به محلول، اندازه گیری انجام شده و عدد نشان داده شده همان PH محلول خواهد بود.
کاربرد انواع سنسور ph
سنسور ph مختلف برای کاربرد های مختلف طراحی شده اند که دو نوع بسیار رایج مدل های پرتابل و قابل نصب ثابت هستند. مدل های پرتابل بیشتر مصارف آزمایشگاهی دارند ولی نمونه های قابل نصب ثابت دارای خروجی پیوسته اطلاعات هستند و میزان PH را در هر لحظه مانیتور می کنند. در مواردی که اندازه گیری به صورت پیوسته مد نظر است باید از سنسور ph مناسب استفاده کرد و میزان اسیدی بودن را به صورت همزمان به اتاق کنترل یا مانیتورینگ فرستاد. به طور کلی از این سنسور ها در صنایع زیر استفاده می شود.
صنایع غذایی
صنایع دارویی
صنایع کشاورزی و دامپروری
تصفیه خانه ها
آزمایشگاه های صنعتی و پزشکی
سایر صنایع که اندازه گیری میزان اسید در آن ها مورد نیاز است.
نکاتی که در هنگام انتخاب سنسور ph باید در نظر بگیرید.
دقت سنسور: سنسور می تواند با چه دقتی PH موجود را اندازه گیری کند و چه اطلاعات دیگری را در اختیار شما قرار می دهد.
نوع کار دستگاه، کاربرد و نحوه نصب: پرتابل و ثابت بودن دستگاه و نحوه کار آن بسیار مهم است.
طول کابل سنسور: این مورد بسیار مهم است زیرا در مواردی که طول کابل سنسور زیاد باشد برای حفظ کیفیت سنسور نیاز به پری آمپلی فایر یا تقویت کننده خواهید داشت.
داشتن کنترلر و نمایشگر اسید در مدل های قابل نصب
رزولوشن دستگاه اندازه گیری
قابلیت کالیبره کردن
قابلیت اتصال به کامپیوتر