Новости - Принцип работы и функции температурных компенсаторов для pH-метров и кондуктометров

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

pH-метрыикондуктометрыЭти аналитические приборы широко используются в научных исследованиях, мониторинге окружающей среды и производственных процессах. Точность их работы и метрологическая проверка 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 различные реакции, что может повлиять на точность измерений. В ходе метрологической проверки было замечено, что неправильное использование температурных компенсаторов в этих приборах приводит к существенным отклонениям в результатах измерений. Кроме того, некоторые пользователи неправильно понимают основные принципы температурной компенсации или не распознают различия 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 важное 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 температурного компенсатора. Основная функция температурного компенсатора pH-метра заключается в корректировке коэффициента отклика электрода в соответствии с уравнением Нернста, что позволяет точно определять pH раствора при текущей температуре.

Разность потенциалов (в мВ), создаваемая измерительной электродной системой, остается постоянной независимо от температуры; однако чувствительность отклика pH — то есть изменение напряжения на единицу pH — изменяется с температурой. Уравнение Нернста описывает эту зависимость, указывая на то, что теоретический наклон отклика электрода увеличивается с повышением температуры. При активации температурного компенсатора прибор соответствующим образом корректирует коэффициент преобразования, обеспечивая соответствие отображаемого значения pH фактической температуре раствора. Без надлежащей температурной компенсации измеренное значение pH будет отражать калиброванную температуру, а не температуру образца, что приведет к ошибкам. Таким образом, температурная компенсация позволяет проводить надежные измерения pH в различных температурных условиях.

2. Температурная компенсация в кондуктометрах
Электропроводность зависит от степени ионизации электролитов и подвижности ионов в растворе, причем оба параметра зависят от температуры. С повышением температуры подвижность ионов увеличивается, что приводит к более высоким значениям проводимости; наоборот, при более низких температурах проводимость снижается. Из-за этой сильной зависимости прямое сравнение измерений проводимости, проведенных при разных температурах, не имеет смысла без стандартизации.

Для обеспечения сопоставимости показаний проводимости обычно используют стандартную температуру — как правило, 25 °C. Если температурный компенсатор отключен, прибор показывает проводимость при фактической температуре раствора. В таких случаях необходимо вручную скорректировать результат с помощью соответствующего температурного коэффициента (β), чтобы преобразовать его в значение при эталонной температуре. Однако, если температурный компенсатор включен, прибор автоматически выполняет это преобразование на основе предопределенного или настраиваемого пользователем температурного коэффициента. Это обеспечивает согласованность сравнений между образцами и поддерживает соответствие отраслевым стандартам контроля. Учитывая важность этого параметра, современные кондуктометры практически повсеместно включают функцию температурной компенсации, и процедуры метрологической проверки должны включать оценку этой функции.

Датчик электропроводности промышленных сточных вод

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

1. Рекомендации по использованию температурных компенсаторов для pH-метров.
Поскольку измеряемый сигнал в милливольтах не изменяется с температурой, роль температурного компенсатора 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 применить точную температурную компенсацию. Несоблюдение этого требования может привести к систематическим ошибкам, особенно при измерении образцов, находящихся далеко от температуры калибровки.

2. Рекомендации по использованию температурных компенсаторов для кондуктометров
Коэффициент температурной коррекции (β) играет решающую роль в преобразовании измеренной проводимости в эталонную температуру. Различные растворы имеют разные значения β — например, природные воды обычно имеют β приблизительно 2,0–2,5 %/°C, в то время как сильные кислоты или основания могут значительно отличаться. Приборы с фиксированными коэффициентами коррекции (например, 2,0 %/°C) могут вносить ошибки при измерении нестандартных растворов. Для высокоточных применений, если встроенный коэффициент не может быть отрегулирован в соответствии с фактическим β раствора, рекомендуется отключить функцию температурной компенсации. Вместо этого следует точно измерить температуру раствора и выполнить коррекцию вручную или поддерживать температуру образца точно на уровне 25 °C во время измерения, чтобы исключить необходимость компенсации.

III. Экспресс-методы диагностики для выявления неисправностей в температурных компенсаторах

1. Быстрый метод проверки температурных компенсаторов pH-метра.
Сначала откалибруйте pH-метр, используя два стандартных буферных раствора, чтобы определить правильный наклон кривой. Затем измерьте значение в третьем сертифицированном стандартном растворе в условиях компенсации (с включенной температурной компенсацией). Сравните полученное значение с ожидаемым значением pH при фактической температуре раствора, как указано в «Правилах проверки pH-метров». Если отклонение превышает максимально допустимую погрешность для класса точности прибора, возможно, неисправен температурный компенсатор, и требуется профессиональная проверка.

2. Экспресс-метод проверки температурных компенсаторов кондуктометра.
Измерьте проводимость и температуру стабильного раствора с помощью кондуктометра с включенной температурной компенсацией. Запишите отображаемое значение компенсированной проводимости. Затем отключите температурный компенсатор и запишите исходное значение проводимости при фактической температуре. Используя известный температурный коэффициент раствора, рассчитайте ожидаемую проводимость при эталонной температуре (25 °C). Сравните рассчитанное значение с компенсированным показанием прибора. Значительное расхождение указывает на потенциальную неисправность в алгоритме температурной компенсации или датчике, что требует дополнительной проверки в сертифицированной метрологической лаборатории.

В заключение следует отметить, что функции температурной компенсации в pH-метрах и кондуктометрах выполняют принципиально разные функции. В pH-метрах компенсация корректирует чувствительность отклика электрода для отражения температурных эффектов в реальном времени в соответствии с уравнением Нернста. В кондуктометрах компенсация нормализует показания относительно эталонной температуры, что позволяет сравнивать результаты измерений разных образцов. Смешивание этих механизмов может привести к ошибочным интерпретациям и ухудшению качества данных. Тщательное понимание их принципов обеспечивает точность и надежность измерений. Кроме того, описанные выше методы диагностики позволяют пользователям проводить предварительную оценку работы компенсатора. В случае обнаружения каких-либо аномалий настоятельно рекомендуется незамедлительно отправить прибор на официальную метрологическую проверку.

Напишите здесь своё сообщение и отправьте его нам.

Дата публикации: 10 декабря 2025 г.