Решение для точного измерения pH чистой и сверхчистой воды.

I. Предыстория применения

Для анализа образцов воды с низкой электропроводностью, таких как питательная вода для котлов, сверхчистая вода для полупроводниковой промышленности, очищенная фармацевтическая вода и лабораторная чистая вода класса I, требуется чрезвычайно строгий контроль pH. Аномальный уровень pH напрямую указывает на ухудшение качества воды, что легко может привести к коррозии оборудования, образованию накипи, снижению выхода годной продукции и рискам для стабильности рецептур.

Чистая/сверхчистая вода имеет чрезвычайно низкую концентрацию ионов и чрезвычайно высокое сопротивление. Обычные pH-электроды, как правило, страдают от медленного отклика, дрейфа показаний, плохой воспроизводимости, недостаточной точности и сокращенного срока службы. Основная причина заключается в нестабильном потенциале жидкостного соединения, длительном времени достижения равновесия и восприимчивости к диффузионным помехам в обычных эталонных системах; одновременно высокое внутреннее сопротивление приводит к слабым сигналам и трудностям в быстрой стабилизации, что не соответствует требованиям высокоточных и высокостабильных измерений.

Компания TEKANAL разработала специальные решения для анализа образцов воды со сверхнизкой проводимостью, выпустив лабораторный настольный pH-метр в сочетании с композитным электродом для измерения pH сверхчистой воды. Это обновление, включающее структуру электрода, систему эталонных значений и обработку сигнала, обеспечивает полную модернизацию, делая измерения pH чистой воды более быстрыми, стабильными и точными.

II. Проблемы измерений и технические решения

Измерение pH сверхчистой воды сталкивается с тремя основными проблемами:

1. Чрезвычайно низкая проводимость, высокое сопротивление измерительной цепи, слабый сигнал, легко подверженный помехам;

2. Опорный потенциал жидкостного соединения подвержен дрейфу, что приводит к значительной ошибке в определении потенциала жидкостного соединения;

3. Чрезвычайно высокое поглощение CO₂ из воздуха вызывает резкое падение pH, что приводит к искажению данных.

pH-метр TEKANAL оснащен специальным композитным электродом для измерения pH сверхчистой воды, в конструкции которого реализованы четыре ключевых элемента:

Мембрана с низким внутренним сопротивлением и высокой чувствительностью: значительно снижает внутреннее сопротивление электрода, повышает скорость отклика и обеспечивает быстрые и стабильные показания;

Многоступенчатая долговечная эталонная система: оптимизирует структуру жидкостного соединения, подавляет потенциальный дрейф и значительно снижает погрешности измерения чистой воды;

Высокоточная конструкция заземления и стабилизации потока: уменьшает утечку и загрязнение эталонной жидкости, продлевая срок службы электрода;

Общая схема защиты от помех: оснащенная высокоточным преобразователем импеданса, она обеспечивает стабильное получение слабых сигналов и более высокую согласованность данных.

III. Метод измерения и фактические характеристики

Данный метод использует метод стеклянного электрода, строго соответствующий отраслевым стандартам, таким как GB/T 12145-2016, и подходит для анализа образцов, включая очищенную питьевую воду, лабораторную сверхчистую воду, питательную воду для котлов и конденсат.

Процедура измерения

1. Активация электрода: Активация с помощью специального защитного раствора; автоматическая калибровка с помощью стандартного буферного раствора.

2. Обработка проб: Пробы пресной воды герметично упаковываются для отбора проб с целью уменьшения влияния CO₂.

3. Измерение: Электрод помещается в образец воды, активируется автоматическая температурная компенсация, и после стабилизации регистрируются показания.

4. Управление данными: автоматическое хранение и отслеживание; поддержка экспорта и печати отчетов.

Фактическое сравнение производительности

В ходе испытаний сверхчистой воды и питательной воды для котлов:

Обычный электрод: Показания постоянно меняются и не стабилизируются в течение длительных периодов времени, погрешность превышает 0,3 pH;

Специализированный электрод TEKANAL: быстро стабилизируется в течение 60–180 секунд, демонстрируя превосходную воспроизводимость. pH сверхчистой воды остается стабильным в диапазоне 5,80–6,20, обеспечивая надежные и высокоточные данные, сопоставимые с данными, получаемыми с помощью распространенных в мире специализированных электродов.

IV. Основные преимущества решения

1. Точность и стабильность: разрешение до 0,001 pH, погрешность ±0,002 pH, соответствие требованиям контроля качества воды на уровне ppb, отсутствие значительного дрейфа при длительных непрерывных измерениях.

2. Быстрый отклик: Мембрана с низким сопротивлением + оптимизированная эталонная структура обеспечивают быстрое достижение равновесия в образцах чистой воды, что значительно сокращает время тестирования и повышает эффективность работы лаборатории.

3. Интеллектуальный и простой в использовании: автоматическая калибровка, автоматическая температурная компенсация, автоматическое определение электродов, четкий дисплей большого размера, простота управления и снижение риска человеческих ошибок.

4. Соответствие требованиям и отслеживаемость: Большой объем памяти для хранения данных позволяет маркировать данные по времени, персоналу и местоположению, отвечая требованиям аудита соответствия в таких отраслях, как энергетика, фармацевтика, полупроводниковая промышленность и специальный контроль.

5. Долговечность и надежность: электроды устойчивы к загрязнениям и условиям низкой проводимости, просты в обслуживании и имеют значительно более длительный срок службы, чем обычные электроды, что приводит к снижению общих эксплуатационных расходов.

V. Краткое описание решения

Решение TEKANAL для измерения pH чистой/сверхчистой воды основано на лабораторном настольном устройстве и использует в качестве основы электроды, специально разработанные для сверхчистой воды, что позволяет решить задачу измерения pH образцов воды с низкой проводимостью. Это решение является отработанным и надежным, со стандартизированной работой и точными, прослеживаемыми данными. Оно широко применяется в таких областях, как водоочистные сооружения электростанций, полупроводниковые лаборатории, фармацевтические отделы контроля качества и сторонние испытательные учреждения, предоставляя важные данные для обеспечения безопасности качества воды, предотвращения коррозии и образования накипи в оборудовании, а также стабильности производственных процессов. Это предпочтительное решение для точного измерения pH чистой и сверхчистой воды.