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(yīng)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(yīng)用
PH傳感器可以對大型反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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?。
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(yīng)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(yīng)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(yīng)高于配件。zui后應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)(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.