pH 电极:工业物联网的智能感知节点,在工业物联网的蓬勃发展中,pH 电极作为智能感知节点,为工业生产的智能化升级注入了新的活力。基于其对溶液 pH 值的快速、准确测量原理,pH 电极与物联网技术深度融合。在化工、制药等行业的生产线上,pH 电极实时采集反应体系或工艺流程中的 pH 值数据,并通过物联网网络将数据传输至云端或本地服务器。企业管理人员和技术人员可以通过手机、电脑等终端设备实时查看 pH 值数据,实现远程监控和管理。同时,结合大数据分析和人工智能技术,根据 pH 值数据预测生产过程中的潜在问题,提前采取措施,优化生产流程,提高生产效率和产品质量。pH 电极凭借其智能化的感知能力,成为工业物联网中不可或缺的重要组成部分。pH 电极信号输出 RS485/BNC 可选,兼容 PLC、万用表等多种设备。台州pH电极有哪些
pH 电极电位与电压的关系,1、测量原理:pH 电极产生的电位需要通过测量电路转化为可读取的电压信号。通常将 pH 电极与参比电极组成测量电池,参比电极提供一个稳定的电位作为参考,pH 电极电位与参比电极电位的差值即为测量电池的电动势(EMF),该电动势以电压的形式表现出来。一般 pH 计通过测量这个电压,并依据能斯特方程将其换算为对应的 pH 值并显示。2、线性响应:在理想情况下,pH 电极电位与溶液 pH 值呈线性关系,那么测量得到的电压与 pH 值也呈线性关系。例如,在 25℃时,对于符合能斯特响应的 pH 电极,理论上 pH 值每变化 1 个单位,电极电位变化约 59.16mV,即测量电压也会相应变化约 59.16mV。然而,实际的 pH 电极可能会由于各种因素,如电极老化、溶液温度变化等,导致其响应偏离理想线性关系,需要进行校准和修正。徐汇区pH电极有哪些pH 电极自动校准需确保溶液搅拌均匀,静止状态易产生液接界误差。
pH 电极对溶液中 H⁺具有选择性响应,关键在于其敏感膜。以常见的玻璃电极为例,敏感膜一般为特殊组成的玻璃薄膜,底部约 0.05mm 厚。这种玻璃膜内部含有特定的离子交换位点,通常是由硅氧四面体网络结构中的部分硅原子被其他金属离子(如钠离子)取代而形成。这些离子交换位点是离子交换过程发生的基础,溶液中的离子能够与膜内的离子在这些位点上进行交换。离子交换的位点对不同离子具有不同的亲和力。对于 H⁺而言,由于其半径小、电荷密度高,在一定条件下,能够与玻璃膜内的离子进行交换。例如,当玻璃膜与含 H⁺的溶液接触时,溶液中的 H⁺倾向于与膜内的钠离子发生交换,占据钠离子在玻璃膜内的位置。这种交换并非随意进行,而是受到离子浓度、离子电荷、离子水化半径等多种因素的影响。
离子液体对提升 pH 电极性能的优处,离子液体的阴阳离子结构使其能与 H⁺或 OH⁻离子发生特定相互作用。阳离子部分可通过静电作用或氢键与溶液中离子结合,改变电极表面电荷分布和离子浓度,增强电极对 H⁺或 OH⁻离子的选择性识别能力。在强酸强碱环境中,这种特定相互作用有助于排除其他离子干扰,提高 pH 测量选择性和准确性。离子液体可在电极表面形成一层保护膜,改善电极表面润湿性和稳定性。在强酸强碱溶液中,能防止电极表面被腐蚀或污染,维持电极表面性质稳定,确保测量结果可靠性。同时,这层保护膜可调节电极与溶液间界面性质,优化电极对 H⁺或 OH⁻离子响应性能,提升 pH 测量精度和重复性。便携式pH 电极需低功耗设计,延长电池寿命。
基于 IGZO 的 pH 电极:In - Ga - Zn - O(IGZO)近年来被广泛应用于 TFT 基板以替代 α - Si。在相关研究中,将 70 nm 厚的 IGZO 层直接沉积在 P 型 Si 衬底上作为传统扩展栅场效应晶体管(EGFET)的扩展栅,用作 pH 传感膜。通过在不同温度下进行沉积后退火(RTA)处理,可改善 IGZO 层的 pH 传感性能。例如,在 N₂气氛中 700℃下进行 RTA 处理,在 pH 2 - 10 的应用范围内,灵敏度可从 41.5 mV/pH 提高到 53.3 mV/pH 。此外,改变 RF 溅射过程中的 Ar/O₂ 比例也会影响电极性能,如在 Ar/O₂ 气氛为 24/1 的条件下制备的 IGZO - EGFET 具有灵敏度(59.5 mV/pH)和线性度(99.7%),且在 7 个月后仍能保持较高性能(灵敏度 51.4 mV/pH,线性度 92%)。pH 电极极化电压≤±10mV,减少电极极化效应,提升动态测量精度。江苏微基智慧pH电极批发
pH 电极电缆接口需保持干燥,受潮易引发信号传输故障。台州pH电极有哪些
pH电极传感器技术的实时监测细节,1、特殊材质电极:在强酸强碱环境中,普通的 pH 玻璃电极可能会受到腐蚀而影响测量精度和寿命。因此,常采用特殊材质的电极,如锑电极等。锑电极具有较好的耐腐蚀性,能在强酸强碱环境下稳定工作。它通过锑表面的氧化还原反应来感应溶液中的氢离子浓度,从而测量 pH 值。但锑电极的精度相对玻璃电极略低,因此需要在设计中进行优化补偿。2、参比电极的选择与保护:参比电极是 pH 测量的重要组成部分,在强酸强碱环境中,需要选择合适的参比电极并进行特殊保护。例如,采用双液接参比电极,通过中间隔离液的作用,减少强酸强碱对参比电极内部电解质的污染和干扰,保证参比电极电位的稳定性,进而提高 pH 测量的准确性。台州pH电极有哪些