Phân tích cấu tạo cơ bản và nguyên lý hoạt động của máy đo ph
Dụng cụ đo độ pH của dung dịch là máy đo độ axit (còn được gọi là máy đo pH), được thiết kế theo định nghĩa thực tế về độ pH. Dụng cụ đo hoạt độ (nồng độ) của ion cần đo trong dung dịch là máy đo ion. Do máy đo độ axit đo lực điện động giữa hai điện cực của pin hóa học có điện trở trong cao nên nguyên tắc cấu tạo của chúng về cơ bản giống nhau và thường cùng một thiết bị có nhiều chức năng, có thể đo pH và pX, đồng thời cũng có thể đo mV.
1. Cấu tạo cơ bản của nhạc cụ:
Có nhiều kiểu máy đo độ axit và máy đo ion được sử dụng trong phòng thí nghiệm, nhưng cấu trúc của chúng thường bao gồm hai phần, đó là hệ thống điện cực và máy đo millivolt trở kháng cao. Điện cực và dung dịch cần kiểm tra tạo thành một cục pin sơ cấp và hiệu điện thế giữa các điện cực được đo bằng máy đo milivôn. Sau khi sự khác biệt tiềm năng được khuếch đại bởi một mạch khuếch đại, nó được hiển thị bằng một ampe kế hoặc một ống kỹ thuật số. Theo đặc điểm của điện cực thủy tinh pH và các điện cực chọn lọc ion khác nhau (điện cực chọn lọc ion), máy đo độ axit và máy đo ion phải có trở kháng cao, có cực dương và cực âm, đồng thời có thể đo các ion dương và âm của dung dịch thử; thiết bị phải tốt hơn Do đó, trong phần đầu vào của thiết bị, mạch cặp vi sai bao gồm các bóng bán dẫn hiệu ứng trường có trở kháng đầu vào cao và nguồn dòng điện không đổi bao gồm các ba cực đôi đảm bảo rằng điểm vận hành của cặp vi sai được cố định để giảm độ trôi của tín hiệu; nhạc cụ Có một mạch lọc ở giữa để ngăn chặn sự can thiệp của tín hiệu tần số cao; chức năng của mạng bù nhiệt độ là ngăn tín hiệu điện cực bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ. Máy đo ion có chức năng đọc trực tiếp nồng độ cũng bổ sung bộ khuếch đại chống log, giúp chuyển đổi giá trị pX thành giá trị nồng độ của ion được đo và hiển thị trực tiếp trên màn hình.
2. Nguyên lý hoạt động của nhạc cụ
Trong pin hóa học của máy đo độ axit, điện cực chỉ thị là điện cực thủy tinh pH và điện cực tham chiếu là điện cực calomel bão hòa. Bây giờ máy đo độ axit chủ yếu sử dụng điện cực hợp chất pH kết hợp cả hai lại với nhau.
Trong pin hóa học của máy đo ion, các điện cực chỉ thị chủ yếu là các điện cực chọn lọc ion khác nhau và các điện cực tham chiếu chủ yếu là các điện cực calomel bão hòa. Cả hai công cụ đều hoạt động trên cùng một nguyên tắc. Trong quá trình đo, tín hiệu tiềm năng do pin hóa học của thiết bị tạo ra sẽ đi vào bộ theo dõi nguồn bao gồm các cặp vi sai để chuyển đổi trở kháng và sau khi trở thành tín hiệu trở kháng thấp, tín hiệu này sẽ được đưa vào đầu cuối không đảo của hoạt động bộ khuếch đại bởi một điện trở và được khuếch đại bởi bộ khuếch đại hoạt động. Cuối cùng, tín hiệu đầu ra đi qua khối mV, khối pH và khối pX của thiết bị (máy đo ion đa năng chung có ba chức năng này), sau đó đi qua cổng của bóng bán dẫn hiệu ứng trường của bộ theo dõi nguồn. mạch phản hồi và sau đó đi vào bộ khuếch đại hoạt động. Đầu vào đảo ngược của mạch tạo thành một chuỗi điện áp phản hồi âm. Do đó, các tín hiệu điện cực được khuếch đại tương ứng thu được trong mỗi bánh răng của đầu vào cùng pha mV, pH và pX. Trong quá trình điện hóa, nếu nhiệt độ thay đổi, tín hiệu đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động sẽ được hiệu chỉnh sau khi đi qua mạng bù nhiệt độ. Do chức năng của bộ trừ, tín hiệu điện cực bù nhiệt độ được lọc. Bất kỳ phần nguyên nào thỏa mãn "giá trị tiềm năng định mức" của mẫu thiết bị đều được trừ đi và hiển thị bởi bộ mở rộng phạm vi. Bất kỳ giá trị phần định trị nào nhỏ hơn "giá trị tiềm năng được xếp hạng" đều bằng Được hiển thị theo tiêu đề của màn hình
Các tính năng của máy đo ph:
Máy đo ph có ưu điểm là độ chính xác cao, độ tin cậy cao, lắp đặt và bảo trì thuận tiện. Nó cũng nhạy cảm với ô nhiễm và cần được hiệu chuẩn thường xuyên. Nói chung, nó được hiệu chuẩn cứ sau một đến một tháng rưỡi và điện cực được thay thế hai năm một lần. Kính trên điện cực pH sẽ dần bị lão hóa theo thời gian, độ dốc sẽ xấu đi và sẽ mất nhiều thời gian để đạt được điện thế ổn định. Tuổi thọ của các điện cực nói chung có thể đạt tới hai năm. Ngoài ra, nhiệt độ cũng có ảnh hưởng lớn đến quá trình lão hóa và mức độ lão hóa của kho lưu trữ ở 100 độ C trong vài tuần tương đương với mức độ lão hóa của kho trong nhà kính cho năm tiếp theo.
