ABB【PH傳感器】AP303/21020001/STD

ABB【PH傳感器】AP303/21020001/STD

pH傳感器，用來檢測被測物中氫離子濃度并轉(zhuǎn)換成相應的可用輸出信號的傳感器。
定義
ph傳感器，通常由化學部分和信號傳輸部分構(gòu)成。ph傳感器常用來進行對溶液、水等物質(zhì)的工業(yè)測量。
特點
1. 快速的電纜接頭，防水功能，避免安裝時出現(xiàn)電纜扭絞現(xiàn)象
2. 壽命長，在有毒離子水溶液中性能良好
3. 多種安裝方式，便于裝配
4. 抗化學腐蝕能力強，整體密封，消除泄漏現(xiàn)象
應用
PH傳感器可以對大型反應槽或制程管路中pH值測定；耐高溫殺菌、CIP清洗；電極長度有120、150、220、250、450 mm等多種選擇。貝爾公司T255,T335PH傳感器用于多種場合的PH值測量，比如:廢水污水場合PH值測量，電鍍廢水場合PH值測量，高溫場合PH值測量，發(fā)酵場合PH值測量，高壓場合PH值測量等多種場合PH值的測量。
pH傳感器清洗與保養(yǎng):
1、電極避免干放，當電極不用時，要用水沖洗干凈并插回加有3molKcl的盛液套內(nèi)，或者將電極插入加有3molKcl的容器中。
2、檢查接頭處是否干燥清潔，如有玷污，需用*擦洗干凈吹干后使用。
3、pH電極應定時清洗，若電極玻璃球泡與聚四氟乙烯環(huán)形液接界污染，可用下列試劑清洗。
① 油脂或含油物可用表面活性劑清洗。
② 鈣沉淀物或金屬氫氧化物可用10%的*清洗。
③ 硫化物沉淀可用10%的*清洗。
④ 蛋白質(zhì)附著物可用10%的*和*的混合物清洗。
4、ORP電極表面應該是光亮的，粗糙的或受污染的表面會影響電極的電位?？捎靡韵路椒ㄇ逑椿罨?br />1）對無機物污染，可將電極浸入0.1mol/L*中30分鐘，用純水清洗，再浸入3.5mol/L氯化鉀溶液中浸泡6小時后使用。
2） 對有機油污和油膜污染，可用洗滌劑清洗鉑金表面后用純水清洗，再浸入3.5mol/L氯化鉀溶液中浸泡6小時后使用。
3）鉑金表面污染嚴重形成氧化膜，可用牙膏對鉑金表面進行剖光，然后用純水清洗，再浸入3.5mol/L氯化鉀溶液中浸泡6小時后使用。
pH傳感器的使用方法：
在使用時，通常先將PH傳感器加上不銹鋼保護套，再插入發(fā)酵罐中。大多數(shù)PH傳感器都具有溫度補償系統(tǒng)。由于電極內(nèi)容物會隨使用時間或高溫滅菌而不斷變化，因而在每批發(fā)酵滅菌操作前均需進行標定，即用標準的PH緩沖液校準。通常PH傳感器的測定范圍是0～14，精度達±(0.05～0.1)，響應時間為數(shù)秒至數(shù)十秒，靈敏度為0.1。
⑴校準 必須在使用前對傳感器進行校準，這是對發(fā)酵罐進行滅菌的zui后一步操作。傳感器的校準在發(fā)酵罐外進行，將PH電極浸沒到含一種或多種標準緩沖液的適當容器中進行校準。這些操作均在發(fā)酵罐運行溫度下進行。PH電極需與發(fā)酵過程中使用的PH計相連接，PH計的校準裝置可按常規(guī)的PH計校準步驟來調(diào)整。由于發(fā)酵過程中重新校準的時分困難或者不可能，能固定PH計的校準控制，以避免實驗中的偶發(fā)性偏移，許多商業(yè)性的儀表都提供一些固定螺絲。
⑵ 滅菌 校準以后，應該將傳感器插入到發(fā)酵罐中并進行密封。在發(fā)酵罐滅菌時，一般將PH計的連接物移開(采用高壓滅菌鍋滅菌時)，滅菌后重新連接，PH傳感器開始工作。也有實驗操作人員用酒精對PH傳感器單獨消毒(即不放入滅菌鍋)，主要是為了延長傳感器的使用壽命。然后需將傳感器立即插入且密封在罐內(nèi)。必須指出，這一過程可能染菌。盡管有些報道稱在研究中規(guī)則地使用這一步驟沒有問題。具體方法如下：放好傳感器，加上一個合適的配件以使PH探頭易于由發(fā)酵罐頂盤進行安裝，然后將其在*中至少放置lh。探頭和配件必須是很干凈的，探頭的浸沒位置應高于配件。zui后應迅速地將傳感器轉(zhuǎn)移到預先滅好菌的發(fā)酵罐中，其已與空氣供應系統(tǒng)相連，而且其中的空氣已開始流動。
⑶ 校準的檢查 在滅菌或使用過程中，很可能會使校準發(fā)生偏移。對于狀況良好的傳感器，這種偏移不會超過0.2個單位。但一些研究人員仍建議在發(fā)酵罐滅菌以后進行校準或者再校準。目前已有適用于較大發(fā)酵罐的這種系統(tǒng)，可以*無菌地取出傳感器，再將其部分地插入校準緩沖液中進行校準。在實驗室規(guī)模下，有必要將傳感器*移出，利用前述的化學處理方法來進行再消毒。在實驗室中檢查一個可疑校準的較好方法是對發(fā)酵液進行無菌取樣，在發(fā)酵罐外測量其PH值盡快進行檢測、讀數(shù)。因為細胞在不斷變化的條件下(例如在連續(xù)培養(yǎng)中氧和基質(zhì)的消耗)進行連續(xù)代謝，如果培養(yǎng)基的緩沖性能較差，PH在幾分鐘內(nèi)即可發(fā)生顯著變化，從而無法正確檢查傳感器的校準。
常規(guī)維護
探頭需時常地填充或填滿電解液，實際上這是參比電極的電解液，它會通過多孔塞慢慢的流失。制造商會為其傳感器提供液體，但許多實驗人員愿意自己配制：濃縮或飽和的KCl溶液，有時添加一定的溶質(zhì)來增加黏度(一般是當傳感器在原位高壓滅菌時)。理論上電解液液位應保持足夠高，以使其靜壓超過發(fā)酵液，從而使通過多孔塞的流體傾向于從傳感器流向發(fā)酵液，但實踐中往往難以實現(xiàn)。盡管電解液液位高于發(fā)酵液，但是通風發(fā)酵罐的頂部空間壓力一般會稍微高于大氣壓，這是由出口氣體過濾器和出口管路阻力造成的。而探頭電解液室的頂部空間壓力在操作過程中通常為大氣壓。10³pa的壓差就需要探頭具有10cm的頂部高度，這可能是實踐中的zui大值，這也是多孔塞結(jié)垢的部分原因。如果PH探頭具有密封的外套產(chǎn)，在發(fā)酵過程中可能有利于維持正的表壓。
使用中的問題
在實際使用過程中，PH實際使用過程中，在PH傳感器可能會存在以下問題：靈敏度/斜率下降，響應遲緩，噪聲信號以及化學破壞。
⑴靈敏度/率斜在PH和探頭的電極電位之間存在一定的理論關(guān)系(見前述的能斯特方程)。新的PH探頭可接近其理論斜率(即25℃下每PH單位的電極電位為59mv),但隨著探頭的老化或破壞，靈敏也會不斷下降。大多的PH計或放大器能控制并改變其將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)镻H讀數(shù)的靈敏度(通常標記為斜率或靈敏度)，可由mv或溫度來定標(因為溫度是理論上影響斜率的惟一因素)。值得注意的是，這不同于“緩沖液設(shè)置”或“零控制”。圖5-9表示了當靈敏度控制發(fā)生設(shè)置錯誤時的情況。將系統(tǒng)進行某種PH校準(通過緩沖液設(shè)置控制)后，再用一種或多種緩沖液進行檢驗。與預期結(jié)果不同的是，PH計的讀數(shù)會系統(tǒng)性地偏離已知緩沖液的PH值，如圖5-9中虛線所示。如果所得到的線比較陡，說明斜率設(shè)置過低；如果所得的線比較平緩，則說明斜率設(shè)置過高。斜率/靈敏度的控制必須設(shè)置在低于理論值的PH值，才能使PH探頭能夠按照5-9中所示的實線來工作(這相當于進行探頭的兩點校準)時，說明該系統(tǒng)的靈敏度較差。
⑵清洗 當PH探頭表現(xiàn)出響應延遲或靈敏度下降時，就需要對其進行清洗。PH探頭惡化的主要原因是發(fā)酵液中的物質(zhì)污染了多孔塞，多孔塞如果被污染就會由白色變成褐色或黑色。為防止污染，可將PH探頭浸泡在10mmol.L-1HCl溶液中，這樣不會損壞PH傳感器(這也可用于運行間歇期間常規(guī)保存PH探頭)。有時添加*有助于去除蛋白質(zhì)沉淀。如果HCl處理沒有效果，可以嘗試下面兩種方法，盡管它們具有一定的損壞PH探頭的風險，但也有一定的效果。將PH探頭浸泡于1%左右的H 2O2 溶液中約1～2h；或者對多孔塞進行溫和的機械清洗，即采用鋒利的刀片刮去外表面的沉積物。
⑶ 電干擾 PH計的高阻抗和放大器線路可能會產(chǎn)生一些問題，這使得PH探頭對由其他電氣設(shè)備的雜散場入口的感應電壓帶來的噪聲比較敏感，對由載有PH探頭信號的兩個接線柱間微量的電流泄漏引起的錯誤響應也較為敏感。為此PH傳感器或PH計的制造商提供了的屏蔽導線和接線柱。，如果存在過量噪聲，可將PH探頭導線從其他電線處移開以減少噪聲。攪拌器電機可能是一個干擾源，這可通過將電機關(guān)閉幾秒鐘來檢查。PH跡線上的尖峰與加熱器電路的開或關(guān)相對應(開關(guān)可以由燈來觀察或根據(jù)加熱器控制單元的繼電器切換的聲音來判斷)。高壓滅菌后出現(xiàn)的噪聲或不準確的讀數(shù)，可以反映滅菌過程中蒸汽冷凝引起的接線柱及導線的污染。
⑷防止機械破壞PH探頭相當易碎，在發(fā)酵罐的安裝和清洗過程中容易破損。因些建議在發(fā)酵罐準備的后期再插入PH探頭(需要在這里進行校準)，在使用后(下罐)拆卸時先取出PH探頭。傳感器發(fā)生破損的很多情況是由于未取出傳感器就直接提起了發(fā)酵罐的頂蓋。為了避免探頭在運行間歇期間貯存時產(chǎn)生破損， 一個簡便方法是將傳感器置于一個塑料量筒內(nèi)，該量筒內(nèi)裝有溶液。選擇合適的量筒尺寸，以使探頭的較寬部位也可放入，球形檢測部位懸浮在底部上方(如可將一個棉塞入量筒底部)，同時將量筒用夾子固定.