पीएच वाल्व की गणना कैसे करें? पीएच सेंसर की मूल बातें और कार्य

पीएच वाल्व की गणना कैसे करें? पीएच सेंसर की मूल बातें और कार्य

पीएच को परिभाषित करते हुए

पीएच किसी भी घोल में हाइड्रोजन आयन सांद्रता प्रति ग्राम-समकक्ष का संख्यात्मक प्रतिनिधित्व है। यह 0 से 14 के बीच भिन्न होता है। यह समाधान के प्रति लीटर हाइड्रोजन आयनों के मोलार की माप है। 0 से 7 के बीच पीएच मान वाले समाधान हाइड्रोजन आयनों की एक बड़ी एकाग्रता के साथ अम्लीय समाधान होते हैं जबकि 8 से 14 के बीच पीएच मान वाले समाधान छोटे हाइड्रोजन एकाग्रता के साथ मूल समाधान होते हैं। 7 के पीएच मान वाले समाधान तटस्थ समाधान हैं। पीएच को मापने से एक समाधान की क्षारीयता या अम्लता का माप होता है।



पीएच माप आवश्यक क्यों है?


  • रक्त के पीएच स्तर की निगरानी करने के लिए, जो 7.35 और 7.45 के बीच होना चाहिए
  • आवश्यकताओं के अनुसार फसलों के इष्टतम विकास के लिए मिट्टी के पीएच स्तर की निगरानी करना।
  • बारिश के पीएच की निगरानी करना ताकि हम वायु में प्रदूषकों का पता लगा सकें, अगर बारिश का पानी अधिक अम्लीय हो जाता है।
  • कई अन्य दैनिक उपयोग किए जाने वाले उत्पादों जैसे दूध, शैंपू आदि के पीएच की निगरानी करना।

एक समाधान के पीएच को मापने के तीन तरीके





  • एक इंडिकेटर स्ट्रिप का उपयोग करना जिसे एक घोल में रखा जाता है, उसी के अनुसार अपना रंग बदलता है। फिर पट्टी को बाहर निकाल दिया जाता है और उसके रंग को उसी पीएच मान को तय करने के लिए रंग चार्ट पर एक रंग के साथ मिलान किया जाता है।
  • पीएच इंडिकेटर द्रव का उपयोग करना जहां अज्ञात समाधान द्रव में जोड़ा जाता है और द्रव का बदला हुआ रंग पीएच मान तय करने के लिए रंग पहिया पर पहले से उपलब्ध रंग के साथ मेल खाता है।
  • एक पीएच सेंसर का उपयोग करना जहां एक जांच को केवल समाधान के अंदर डाला जा सकता है और पीएच रीडिंग किया जा सकता है।

5 अन्य तरीकों पर पीएच मीटर का उपयोग करने के लाभ

  • वे अधिक सटीक माप देते हैं।
  • इन्हें आसानी से इस्तेमाल किया जा सकता है।
  • पीएच रीडिंग तुलनात्मक रूप से आसान है।
  • वे अधिक सटीक माप देते हैं क्योंकि वे 1/100 तक माप सकते हैंवेंपीएच यूनिट की।
  • वे पुन: प्रयोज्य हैं।

पीएच मीटर या पीएच सेंसर का सिद्धांत

पीएच मीटर मूल रूप से इस तथ्य पर काम करता है कि दो तरल पदार्थों का एक इंटरफ़ेस एक विद्युत क्षमता पैदा करता है जिसे मापा जा सकता है। दूसरे शब्दों में, जब कांच के बने बाड़े के अंदर एक तरल को उस तरल के अलावा एक समाधान के अंदर रखा जाता है, तो दो तरल पदार्थों के बीच एक विद्युतीय क्षमता मौजूद होती है।



पीएच सेंसर घटक

यह मूल रूप से एक इलेक्ट्रोड है जिसमें 4 घटक होते हैं:


  • एक मापने वाला इलेक्ट्रोड : यह कांच से बनी एक ट्यूब होती है और इसमें एक पतला कांच का बल्ब लगा होता है, जिसे पोटेशियम क्लोराइड के घोल से जाना जाता है। 7. इसमें सिल्वर क्लोराइड का ब्लॉक होता है, जो सिल्वर एलिमेंट से जुड़ा होता है। यह अज्ञात समाधान के पीएच को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले वोल्टेज को उत्पन्न करता है।
एक मापने वाला इलेक्ट्रोड

एक मापने वाला इलेक्ट्रोड

  • एक संदर्भ इलेक्ट्रोड : यह पोटेशियम क्लोराइड के अंत में एक पारा क्लोराइड ब्लॉक के साथ अंतरंग संपर्क में पोटेशियम क्लोराइड समाधान से मिलकर एक ग्लास ट्यूब है। इसका उपयोग संपूर्ण सर्किट को पूरा करने के लिए एक स्थिर शून्य-वोल्टेज कनेक्शन प्रदान करने के लिए किया जाता है।

    एक संदर्भ इलेक्ट्रोड

    एक संदर्भ इलेक्ट्रोड

  • पूर्व-प्रवर्धक : यह एक सिग्नल कंडीशनिंग डिवाइस है और उच्च प्रतिबाधा पीएच इलेक्ट्रोड सिग्नल को एक कम प्रतिबाधा संकेत में परिवर्तित करता है। यह सिग्नल को मजबूत और स्थिर करता है, जिससे यह विद्युत शोर के लिए कम संवेदनशील होता है।
पूर्व-प्रवर्धक

पूर्व-प्रवर्धक

  • ट्रांसमीटर या विश्लेषक : इसका उपयोग सेंसर के विद्युत संकेत को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है और इसमें तापमान में परिवर्तन की भरपाई के लिए तापमान सेंसर होता है।
ट्रांसमीटर या विश्लेषक

ट्रांसमीटर या विश्लेषक

पीएच सेंसर का कार्य:

पीएच सेंसर का कार्य करना

पीएच सेंसर का कार्य करना

इलेक्ट्रोड को एक घोल से भरे बीकर के अंदर रखा जाता है जिसका पीएच मापना होता है। माप इलेक्ट्रोड के अंत में वेल्डेड ग्लास बल्ब में लिथियम आयन होते हैं, जो इसे आयन-चयनात्मक अवरोध के रूप में कार्य करता है और हाइड्रोजन आयनों को अज्ञात समाधान से अवरोध के माध्यम से पलायन करने देता है और कांच के साथ बातचीत करता है, जिससे एक विकासशील होता है हाइड्रोजन आयन सांद्रता से संबंधित विद्युत रासायनिक क्षमता। माप इलेक्ट्रोड क्षमता इस प्रकार हाइड्रोजन आयन सांद्रता के साथ परिवर्तन होता है। दूसरी ओर, संदर्भ इलेक्ट्रोड संभावित हाइड्रोजन आयन एकाग्रता के साथ नहीं बदलता है और एक स्थिर क्षमता प्रदान करता है जिसके खिलाफ मापने वाले इलेक्ट्रोड की तुलना की जाती है। इसमें एक तटस्थ समाधान होता है जो एक झरझरा विभाजक के माध्यम से अज्ञात समाधान के साथ आयनों का आदान-प्रदान करने की अनुमति देता है, इस प्रकार पूरे सर्किट को पूरा करने के लिए एक कम प्रतिरोध कनेक्शन का निर्माण होता है। दो इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर हाइड्रोजन आयन एकाग्रता या सिस्टम के पीएच का एक सीधा माप देता है और पहले इसे मजबूत करने के लिए preamplified किया जाता है और फिर वाल्टमीटर को दिया जाता है।

यू = ईपीएच- हैसंदर्भ

हैपीएच- माप इलेक्ट्रोड की वोल्टेज क्षमता

हैसंदर्भ- एक संदर्भ इलेक्ट्रोड की वोल्टेज क्षमता

पीएच की गणना नर्नस्ट समीकरण के आधार पर की जाती है जो बताता है कि पीएच में हर परिवर्तन के लिए कुल क्षमता में परिवर्तन होता है

यू = -kTpH

के- बोल्ट्जमैन का स्थिर, टी-तापमान।

पीएच के मापन में सावधानियां:

  • माप इलेक्ट्रोड की इलेक्ट्रोड क्षमता तापमान के साथ बदलती है, जो पीएच माप को प्रभावित कर सकती है। इस कारण से, एक तापमान मुआवजा तकनीक प्रदान की जानी है। यह या तो एक अलग तापमान माप करके मैन्युअल रूप से प्राप्त किया जाता है और पीएच मीटर में मान दर्ज करता है या एक स्वचालित तापमान मुआवजे का उपयोग करता है, जिसमें एक तापमान सेंसर पीएच मीटर को खिलाया।
  • चूंकि ग्लास वास्तव में बिजली का एक बुरा कंडक्टर है, माप इलेक्ट्रोड वास्तव में संदर्भ इलेक्ट्रोड की तुलना में एक उच्च प्रतिरोध प्रदान करता है, जिससे एक बड़ा वोल्टेज ड्रॉप होता है जो आउटपुट माप को प्रभावित करता है। इस समस्या का एक समाधान उच्च प्रतिरोध के साथ एक प्रवर्धित मीटर का उपयोग करके या नल संतुलन वोल्टेज माप सेटअप का उपयोग करके है।
  • हाइड्रोफ्लोरिक एसिड का उपयोग किसी भी घोल में नहीं किया जाना चाहिए क्योंकि यह कांच को घोलता है

आधुनिक pH सेंसर बाजार में उपलब्ध हैं:

  • PHE-45P : यह 0.02pH की संवेदनशीलता के साथ पूर्ण श्रेणी में पीएच को माप सकता है और -5 से + 95 .C के तापमान रेंज में काम करता है। यह एक तापमान कम्पेसाटर Pt1000 RTD के होते हैं।
PHE-45P

PHE-45P

  • WQ201 पीएच सेंसर : यह ग्लोबल वॉटर इंस्ट्रूमेंटेशन इंक द्वारा मापा जाता है और 4-20mA के आउटपुट के साथ, 500 फीट तक की लंबाई के 25 फीट के समुद्री ग्रेड केबलों पर लगाया जाता है।
WQ201 पीएच सेंसर

WQ201 पीएच सेंसर

पीएच सेंसर को शामिल करने वाले अनुप्रयोग

पीएच नियंत्रण

पीएच माप कई औद्योगिक अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जैसे औद्योगिक स्क्रब में रसायनों को नियंत्रित करना, चीनी रिफाइनरियों में सल्फर डाइऑक्साइड को मापना और पानी के स्पष्टीकरण में जमावट का अनुकूलन करना। यह एसिड और बेस को बेअसर करने के लिए एक नियंत्रण बिंदु प्रदान करता है।

पीएच नियंत्रण प्रणाली का उपयोग समाधान के पीएच को मापने के लिए किया जाता है और एक तटस्थ परिभाषित पीएच में समाधान को बनाए रखने के लिए एक न्यूट्रलाइजिंग एजेंट के अतिरिक्त को भी नियंत्रित करता है। इसमें पीएच विश्लेषक और दो या अधिक पीएच सेंसर होते हैं।

पीएच नियंत्रण

पीएच नियंत्रण

अब जब हमें पीएच सेंसर और पीएच नियंत्रण में इसके अनुप्रयोग का बुनियादी ज्ञान था, तो आइए जानते हैं इस सेंसर के कुछ अन्य अनुप्रयोगों के बारे में। यदि आपने इस विषय पर या विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक परियोजनाओं नीचे टिप्पणी छोड़ दें।

तस्वीरें क्रेडिट -