เซ็นเซอร์ pH ของน้ำเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการวัดความเป็นกรดหรือด่างของของเหลว (โดยทั่วไปคือน้ำ) โดยตรวจจับความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนในสารละลายและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วัดได้ โดยปกติจะเป็นมิลลิโวลต์ (mV) ซึ่งจากนั้นจะถูกแปลงเป็นค่า pH

เซ็นเซอร์ pH ทำงานอย่างไร?

เซ็นเซอร์ pH ประกอบด้วยสององค์ประกอบหลัก:

1. อิเล็กโทรด pH (อิเล็กโทรดแก้ว)

• ผลิตจากเมมเบรนแก้วพิเศษที่ไวต่อไฮโดรเจนไอออน (H⁺)

• เมื่อจุ่มอยู่ในน้ำ ไฮโดรเจนไอออนจะทำปฏิกิริยากับแก้ว ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าเล็กน้อย

2. อิเล็กโทรดอ้างอิง

• ให้แรงดันอ้างอิงที่เสถียรสำหรับการเปรียบเทียบ

• โดยทั่วไปจะเติมด้วยสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl)

หลักการทำงาน:

• อิเล็กโทรด pH จะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของไอออน H⁺

• อิเล็กโทรดอ้างอิงช่วยให้มั่นใจได้ถึงเส้นฐานที่เสถียร

• ความต่างศักย์ระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองถูกวัดและแปลงเป็นค่า pH โดยใช้สมการเนินสต์:

  E=E0−F2.303⋅RT⋅pH

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

เซ็นเซอร์ pH สมัยใหม่ส่วนใหญ่มีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิสำหรับการชดเชยอุณหภูมิอัตโนมัติ (ATC) เพื่อให้มั่นใจว่าการอ่านค่ามีความแม่นยำ

วิธีใช้เซ็นเซอร์ pH ในการวัดค่า pH ของน้ำ?

1. การสอบเทียบ (จำเป็นสำหรับความแม่นยำ)

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

• จุ่มเซ็นเซอร์ลงในบัฟเฟอร์แต่ละชนิดและปรับค่าที่อ่านได้ตามความเหมาะสม

2. การวัด

• ล้างเซ็นเซอร์ด้วยน้ำกลั่น

• จุ่มลงในตัวอย่างน้ำและรอให้ค่าคงที่ (โดยปกติ 30 วินาที ถึง 2 นาที)

• บันทึกค่าที่อ่านได้จาก pH

3. การบำรุงรักษา

• เก็บเซ็นเซอร์ไว้ในสารละลายสำหรับจัดเก็บ (โดยปกติคือสารละลาย pH 4 หรือ KCl)

• ทำความสะอาดเป็นประจำเพื่อป้องกันการปนเปื้อน

  
  

สระว่ายน้ำ น้ำเสีย การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ไฮโดรโปนิกส์ การวิเคราะห์คุณภาพน้ำ

การใช้งานหลักของเซ็นเซอร์ pH

1. การตรวจสอบคุณภาพน้ำ

• น้ำดื่ม การบำบัดน้ำเสีย แม่น้ำ ทะเลสาบ และมหาสมุทร

2. การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและไฮโดรโปนิกส์

• ช่วยให้ค่า pH เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของปลา กุ้ง และพืช

3. อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม

• ควบคุม pH ในการผลิตผลิตภัณฑ์นม เบียร์ ไวน์ และน้ำผลไม้

4. การผลิตเคมีภัณฑ์และยา

• ช่วยให้มั่นใจค่า pH ที่ถูกต้องในปฏิกิริยาและการเตรียมยา

5. สระว่ายน้ำและสปา

• รักษาสภาพน้ำให้ปลอดภัยและสบาย

6. การวิจัยด้านสิ่งแวดล้อม

• ศึกษาฝนกรด ค่า pH ของดิน และผลกระทบจากมลพิษ

7. กระบวนการทางอุตสาหกรรม

• ใช้ในหม้อไอน้ำ หอหล่อเย็น และกระบวนการทางเคมี