pH值是衡量溶液酸堿性的一個重要指標,在化學、環保、水處理、食品和飲料等多個領域的生產和質量控制中,都有著至關重要的作用。傳統的pH測量方法通常需要使用侵入式傳感器,這些傳感器通常需要直接與樣品接觸,對樣品的特性和研究過程可能會造成影響。非侵入式pH傳感器技術的出現,克服了這些問題,成為了現代自動化監測的重要工具。

1.光學測量:
-利用pH指示劑(如甲基橙等)與pH值變化的關系,傳感器中使用光源照射樣品,通過檢測樣品的光吸收或熒光特性變化,來推導出溶液的pH值。
-這種方法的優點是可以在不接觸樣品的情況下進行快速測量,并且能夠對混合液體進行實時監控。
2.反射率測量:
-將光源和光電探測器置于容器外部,通過分析反射光的強度和光譜,這種變化可以與pH值相對應,從而獲得樣品的酸堿度。
-該方法常用于透明或半透明樣品。
3.電場感應:
-通過在液體周圍構建電場,利用電場變化與pH值之間的相關性進行測量。通常會使用金屬電極和電容器來感應這些變化。
-這種方式對不同的離子濃度以及電導率變化也具有較高的敏感性。
非侵入式pH傳感器的應用領域:
1.水處理:
-在水處理設施中,實時監測水的pH,以保證處理效果并保護設備。
2.飲料行業:
-用于飲料、啤酒和清潔劑等液體的生產過程,實時控制pH值以保證產品質量。
3.化學工業:
-在各類化學反應中,實時監測pH值,以控制反應條件并優化生產。
4.農業:
-在水培、灌溉系統等技術中,通過pH傳感器監測土壤或溶液的酸堿性,以促進植物生長和提高作物產量。
5.生命科學:
-用于細胞培養、發酵和其他生物反應的pH監測,確保生物過程能夠在最佳條件下進行。