Новости — Принцип и функция температурных компенсаторов для pH-метров и кондуктометров

https://www.boquinstruments.com/ph8012-industrial-waste-water-ph-sensor-product/

pH-метрыиизмерители проводимостишироко используются в научных исследованиях, мониторинге окружающей среды и промышленных производственных процессах. Их точность работы и метрологическая поверка в значительной степени зависят от используемых эталонных растворов. Значение pH и электропроводность этих растворов существенно зависят от колебаний температуры. При изменении температуры оба параметра демонстрируют различную чувствительность, что может повлиять на точность измерений. В ходе метрологической поверки было замечено, что неправильное использование термокомпенсаторов в этих приборах приводит к существенным отклонениям в результатах измерений. Более того, некоторые пользователи неправильно понимают основные принципы температурной компенсации или не осознают различий между pH-метрами и кондуктометрами, что приводит к неправильному применению и недостоверным данным. Поэтому четкое понимание принципов и различий между механизмами температурной компенсации этих двух приборов имеет решающее значение для обеспечения точности измерений.

I. Принципы и функции температурных компенсаторов

1. Температурная компенсация в pH-метрах
При калибровке и практическом применении pH-метров неточные измерения часто возникают из-за неправильного использования термокомпенсатора. Основная функция термокомпенсатора pH-метра — регулировка коэффициента отклика электрода в соответствии с уравнением Нернста, что позволяет точно определять pH раствора при текущей температуре.

Разность потенциалов (в мВ), создаваемая системой измерительных электродов, остаётся постоянной независимо от температуры; однако чувствительность отклика pH, то есть изменение напряжения на единицу pH, меняется с температурой. Уравнение Нернста описывает эту зависимость, указывая на то, что теоретический наклон отклика электрода увеличивается с ростом температуры. При активации температурной компенсации прибор соответствующим образом корректирует коэффициент преобразования, гарантируя, что отображаемое значение pH соответствует фактической температуре раствора. Без надлежащей температурной компенсации измеренное значение pH будет отражать калибровочную температуру, а не температуру образца, что приведёт к ошибкам. Таким образом, температурная компенсация обеспечивает надёжные измерения pH в различных температурных условиях.

2. Температурная компенсация в измерителях проводимости
Электропроводность зависит от степени ионизации электролитов и подвижности ионов в растворе, которые зависят от температуры. С повышением температуры подвижность ионов увеличивается, что приводит к увеличению значений электропроводности; наоборот, при понижении температуры электропроводность уменьшается. В связи с этой сильной зависимостью прямое сравнение результатов измерений электропроводности, полученных при разных температурах, не имеет смысла без стандартизации.

Для обеспечения сопоставимости показания электропроводности обычно приводятся к стандартной температуре, обычно 25 °C. Если термокомпенсатор отключен, прибор отображает электропроводность при фактической температуре раствора. В таких случаях для преобразования результата в опорную температуру необходимо вручную внести поправку с использованием соответствующего температурного коэффициента (β). Однако при включении термокомпенсатора прибор автоматически выполняет это преобразование на основе предустановленного или настраиваемого пользователем температурного коэффициента. Это обеспечивает единообразие при сравнении образцов и соответствие отраслевым стандартам контроля. Учитывая важность этой функции, современные измерители электропроводности практически всегда включают функцию температурной компенсации, и процедуры метрологической поверки должны включать оценку этой функции.

Датчик проводимости промышленных сточных вод

II. Эксплуатационные особенности pH-метров и кондуктометров с температурной компенсацией

1. Рекомендации по использованию температурных компенсаторов pH-метров
Поскольку измеряемый мВ-сигнал не меняется с температурой, роль температурной компенсации заключается в изменении наклона (коэффициента преобразования K) отклика электрода в соответствии с текущей температурой. Поэтому крайне важно обеспечить соответствие температуры буферных растворов, используемых во время калибровки, температуре измеряемого образца, или использовать точную температурную компенсацию. Несоблюдение этого требования может привести к систематическим ошибкам, особенно при измерении образцов, температура которых далека от калибровочной.

2. Рекомендации по использованию температурных компенсаторов кондуктометров
Коэффициент температурной коррекции (β) играет решающую роль в преобразовании измеренной электропроводности в опорную температуру. Разные растворы демонстрируют разные значения β, например, для природных вод β обычно составляет приблизительно 2,0–2,5 %/°C, в то время как для сильных кислот или оснований он может значительно отличаться. Приборы с фиксированными коэффициентами коррекции (например, 2,0 %/°C) могут вносить погрешности при измерении нестандартных растворов. Для высокоточных применений, если встроенный коэффициент невозможно настроить в соответствии с фактическим β раствора, рекомендуется отключить функцию температурной компенсации. Вместо этого точно измерьте температуру раствора и выполните коррекцию вручную или поддерживайте температуру образца точно 25 °C во время измерения, чтобы исключить необходимость компенсации.

III. Экспресс-методы диагностики неисправностей термокомпенсаторов

1. Быстрый метод проверки температурных компенсаторов pH-метра
Сначала откалибруйте pH-метр, используя два стандартных буферных раствора, чтобы установить правильный наклон. Затем измерьте pH-метр с третьим сертифицированным стандартным раствором в условиях компенсации (с включенной температурной компенсацией). Сравните полученное значение с ожидаемым значением pH при фактической температуре раствора, как указано в «Правилах поверки pH-метров». Если отклонение превышает максимально допустимую погрешность для данного класса точности прибора, возможно, термокомпенсатор неисправен и требует профессиональной проверки.

2. Быстрый метод проверки температурных компенсаторов кондуктометра
Измерьте электропроводность и температуру стабильного раствора с помощью кондуктометра с включённой температурной компенсацией. Запишите отображаемое значение компенсированной электропроводности. Затем отключите термокомпенсатор и запишите исходное значение электропроводности при фактической температуре. Используя известный температурный коэффициент раствора, рассчитайте ожидаемую электропроводность при опорной температуре (25 °C). Сравните полученное значение с компенсированным показанием прибора. Значительное расхождение указывает на потенциальную неисправность алгоритма температурной компенсации или датчика, что требует дальнейшей проверки в сертифицированной метрологической лаборатории.

В заключение следует отметить, что функции температурной компенсации в pH-метрах и кондуктометрах служат принципиально разным целям. В pH-метрах компенсация корректирует чувствительность электрода для отражения температурных эффектов в реальном времени в соответствии с уравнением Нернста. В кондуктометрах компенсация нормализует показания относительно эталонной температуры для обеспечения возможности сравнения результатов между образцами. Несоответствие этих механизмов может привести к ошибочной интерпретации и снижению качества данных. Глубокое понимание принципов их работы обеспечивает точность и надежность измерений. Кроме того, описанные выше методы диагностики позволяют пользователям проводить предварительную оценку работоспособности компенсатора. В случае обнаружения каких-либо отклонений настоятельно рекомендуется незамедлительно передать прибор на официальную метрологическую поверку.

Напишите здесь свое сообщение и отправьте его нам

Время публикации: 10 декабря 2025 г.