ไม่รู้หลักการวัดของ pH meter หรือเปล่า?
เครื่องวัดค่า pH เป็นเครื่องมือสำคัญในการวัดค่า pH ของสารละลาย และใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น อุตสาหกรรม พลังงานไฟฟ้า การเกษตร ยา อาหาร การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และการปกป้องสิ่งแวดล้อม เมื่อใช้เครื่องวัดค่า pH ผู้ใช้จำเป็นต้องมีความเข้าใจเกี่ยวกับองค์ประกอบและหลักการวัดค่า เพื่อให้ใช้งานได้สะดวกยิ่งขึ้น
หลักการวัดค่า pH
หลักการและโครงสร้างของเครื่องวัดค่า pH ทั่วไปแสดงไว้ในภาพด้านบน กิจกรรมไฮโดรเจนไอออนของของเหลวที่จะทดสอบถูกใช้เป็นความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสอง และรับสัญญาณการส่งผ่านผ่านเครื่องส่งสัญญาณเพื่อวัดค่า pH
อิเล็กโทรดที่ใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงเรียกว่าอิเล็กโทรดแก้ว และมีลักษณะคล้ายกับหลอดทดลองแก้ว อย่างไรก็ตาม ส่วนหน้าเป็นแก้วฟิล์มบางขนาดหลายสิบ μm ที่ทำจากแก้วชนิดพิเศษ และมีบัฟเฟอร์ภายในและอิเล็กโทรดภายในอยู่ภายใน มีฟิล์มแก้วอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดภายในกับของเหลวที่จะวัด ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นฉนวน
อิเล็กโทรดที่ปลายอีกด้านหนึ่งเรียกว่าอิเล็กโทรดเปรียบเทียบ (หรืออิเล็กโทรดอ้างอิง) ซึ่งมีโครงสร้างคล้ายกับอิเล็กโทรดแก้ว แต่มีส่วนต่อของเหลวที่ส่วนหน้า และของเหลวภายในจะสัมผัสกับของเหลวที่จะวัดผ่าน ช่องว่าง มีรูปทรงต่างๆ ของรอยต่อของเหลว ได้แก่ รูปทรงใยแก้ว รูปทรงรูเล็ก รูปทรงเซรามิก รูปทรงปลอก ฯลฯ ซึ่งสามารถเลือกได้ตามลักษณะการใช้งานเฉพาะ
อิมพีแดนซ์ของส่วนตรวจจับมีค่ามากกว่า 10MΩ เนื่องจากฟิล์มแก้ว ดังนั้นส่วนส่งกำลังจึงต้องการอิมพีแดนซ์ที่สูงกว่า ซึ่งต้องมีค่ามากกว่า 1GΩ และยังใช้สายไฟและขั้วต่อที่มีฉนวนสูงระหว่างแอมพลิฟายเออร์และอิเล็กโทรดด้วย
กิจกรรมไฮโดรเจนอิออนของของไหลวัดสร้างความต่างศักย์ระหว่างสองด้านของแก้วฟิล์มบางของอิเล็กโทรดแก้ว ศักยภาพภายในของฟิล์มแก้วบางของอิเล็กโทรดแก้วจะผ่านสารละลายบัฟเฟอร์ภายในและได้มาจากอิเล็กโทรดด้านใน ในขณะที่ศักยภาพภายนอกของของเหลวได้มาจากอิเล็กโทรดด้านในของอิเล็กโทรดอ้างอิงผ่านของเหลวที่จะวัดได้ - อิเล็กโทรดอ้างอิงของเหลวทางแยก - ของเหลวภายใน ศักย์ที่เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดภายในของอิเล็กโทรดทั้งสองและของเหลวภายในจะหักล้างกันเอง จึงสามารถวัดศักย์ไฟฟ้าทั้งสองด้านของฟิล์มแก้วได้
