เซ็นเซอร์วัดค่า pH ของน้ำเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการวัดความเป็นกรดหรือด่างของของเหลว (โดยทั่วไปคือน้ำ) มันตรวจจับความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนในสารละลายและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วัดได้ โดยทั่วไปคือมิลลิโวลต์ (mV) ซึ่งจะถูกแปลเป็นค่า pH

เซ็นเซอร์วัดค่า pH ทำงานอย่างไร?

เซ็นเซอร์วัดค่า pH ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน:

1. หัววัด pH (หัววัดแก้ว)

• ทำจากเมมเบรนแก้วพิเศษที่ไวต่อไอออนไฮโดรเจน (H⁺)

• เมื่อจุ่มลงในน้ำ ไอออนไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยากับแก้ว ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าเล็กน้อย

2. อิเล็กโทรดอ้างอิง

• ให้แรงดันอ้างอิงที่เสถียรสำหรับการเปรียบเทียบ

• โดยทั่วไปจะบรรจุด้วยสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl)

หลักการทำงาน:

• อิเล็กโทรดวัดค่า pH จะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่แปรผันตามความเข้มข้นของไอออน H⁺

• อิเล็กโทรดอ้างอิงช่วยให้มีค่าพื้นฐานที่เสถียร

• วัดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองและแปลงเป็นค่า pH โดยใช้สมการ Nernst:

  E=E0−F2.303⋅RT⋅pH

  (โดยที่ E= แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้, E0= แรงดันไฟฟ้าอ้างอิง, R= ค่าคงที่ของแก๊ส, T= อุณหภูมิ, F= ค่าคงที่ฟาราเดย์)

เซ็นเซอร์วัดค่า pH ส่วนใหญ่ในปัจจุบันมีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิสำหรับการชดเชยอุณหภูมิอัตโนมัติ (ATC) เพื่อให้แน่ใจว่าการอ่านค่ามีความแม่นยำ

วิธีใช้เซ็นเซอร์วัดค่า pH เพื่อวัดค่า pH ของน้ำ?

1. การสอบเทียบ (จำเป็นสำหรับความแม่นยำ)

• ใช้สารละลายบัฟเฟอร์ pH (เช่น pH 4.0, 7.0, 10.0)

• จุ่มเซ็นเซอร์ลงในบัฟเฟอร์แต่ละชนิดและปรับค่าให้อ่านได้ถูกต้อง

2. การวัด

• ล้างเซ็นเซอร์ด้วยน้ำกลั่น

• จุ่มลงในตัวอย่างน้ำและรอให้ค่าคงที่ (ปกติ 30 วินาที ถึง 2 นาที)

• บันทึกค่า pH ที่อ่านได้

3. การบำรุงรักษา

• เก็บเซ็นเซอร์ไว้ในสารละลายสำหรับเก็บรักษา (โดยทั่วไปคือสารละลาย pH 4 หรือ KCl)

• ทำความสะอาดเป็นประจำเพื่อป้องกันการปนเปื้อน

  
  

การวิเคราะห์คุณภาพน้ำในสระว่ายน้ำ บำบัดน้ำเสีย การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ การปลูกพืชไร้ดิน

การใช้งานหลักของเซ็นเซอร์วัดค่า pH

1. การตรวจสอบคุณภาพน้ำ

• น้ำดื่ม, การบำบัดน้ำเสีย, แม่น้ำ, ทะเลสาบ และมหาสมุทร

2. การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและไฮโดรโปนิกส์

• ช่วยให้มั่นใจได้ว่าค่า pH เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจริญเติบโตของปลา กุ้ง และพืช

3. อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม

• ควบคุม pH ในการผลิตผลิตภัณฑ์นม เบียร์ ไวน์ และน้ำผลไม้

4. การผลิตสารเคมีและยา

• รับประกันค่า pH ที่ถูกต้องในปฏิกิริยาและการเตรียมยา

5. สระว่ายน้ำและสปา

• รักษาสภาพน้ำให้ปลอดภัยและสะดวกสบาย

6. การวิจัยสิ่งแวดล้อม

• ศึกษาปริมาณฝนกรด ค่า pH ของดิน และผลกระทบจากมลพิษ

7. กระบวนการทางอุตสาหกรรม

• ใช้ในหม้อไอน้ำ, หอทำความเย็น และการแปรรูปทางเคมี