Sensori di pH

Sensori di pH Serie DolpHin ®

Sensore di pH Serie PH12

Sensori di pH Serie DolpHin^®

PH10 e ORP10 Analogico, PH10 SMART

Il marchio Foxboro® Serie DolpHin^® si riferisce ad una famiglia di sensori elettrochimici di precisione utilizzati in combinazione con un insieme di accessori di montaggio per misurare il pH e l’ORP. Sono dispositivi robusti e di facili utilizzo, particolarmente adatti per l’impiego in installazioni ad alta temperatura. Sono disponibili in versione analogica e digitale Smart

Le prestazioni avanzate in termini di stabilità, precisione e lunga durata rendono DolpHin il primo sensore di pH e di ORP per applicazioni di processo on-line. Le installazioni di campo estese e di successo hanno dimostrato le prestazioni superiori di DolpHin, che supera gli altri sensori in applicazioni ad alta temperatura con cicli fino a 121°C (250°F).  La risposta del sensore è veloce e precisa, mentre i sensori di pH convenzionali perdono sensibilità e sono lenti nella risposta alle variazioni del pH. I prodotti DolpHin utilizzano una formulazione unica e proprietaria dei vetri che rendono il DolpHin eccezionalmente stabile, preciso e duraturo, anche nelle applicazioni più difficili. Ogni componente del sensore DolpHin è stato progettato per massimizzare la facilità d’uso, la lunga durata e la precisione, tra cui:

• Giunzione di riferimento di precisione
• Elevata temperatura elettrolita
• Elettrodo di riferimento con barriera ionica Nafion
• Compensazione automatica della temperatura automatica ultra veloce (ATC)
• Corpo singolo e robusto che si adatta alla più ampia varietà di accessori di montaggio

L’elegante design DolpHin offre un sensore di facile utilizzo con prestazioni ineguagliate di misurazione di pH e ORP.
Il sensore Smart PH10-*S ha un’elettronica digitale interna, comunica digitalmente con un trasmettitore utilizzando cavi a basso costo e a temperatura elevata,  e trasferisce l’ID del sensore, i parametri di calibrazione e la cronologia diagnostica nella memoria non volatile

Descrizione Generale

La serie DolpHin è costituita dal modello PH10 per le misurazioni del pH e dal modello ORP10 per le misurazioni ORP.
Questi modelli condividono molte delle stesse caratteristiche, come il tipo di corpo, Elettrodo interno di riferimento, elementi di temperatura, cavi, opzioni e accessori.
La differenza tra i due modelli è nell’elettrodo di misura.
Il modello PH10 offre quattro scelte di elettrodo di pH,  e il modello ORP10 offre due scelte di elettrodo ORP.
Ognuno di questi tipi di elettrodi è descritto dal Model Code.
I sensori DolpHin sono facili da usare; Specificamente, facile da installare, sostituire, calibrare e mantenere.
Il design “usa e getta” significa costi di manutenzione bassi e eliminazione di scorte di parti di ricambio interne. Il sensore è meccanicamente robusto, chimicamente e termicamente resistente e può sopportare un’esposizione prolungata alle applicazioni ad alta temperatura, rendendolo quindi ideale per le più severe applicazioni industriali.

Configurazione Elettronica

I sensori analogici sono offerti con o senza un preamplificatore interno. Il preamplificatore converte il segnale ad alta impedenza pH in un segnale a bassa impedenza, meno soggetto a interferenze. I sensori Smart pH (opzione PH10-*S) converte tutti i segnali in forma digitale, e devono essere utilizzati con il trasmettitore modello 876PH-S.

Benefici del Sensore Smart

La più grande fonte di errore di misura nei sistemi elettrochimici deriva da una calibrazione imperfetta. Le tarature in campo possono essere compromesse per molte ragioni, come ad esempio non consentire la stabilizzazione delle letture; Eseguendo un singolo punto  di calibrazione quando ne sono richiesti 2; Calibrazione di un sensore la cui pendenza indica che sta avvicinando alla fine della sua vita; Utilizzando soluzioni di calibrazione le cui temperature cambiano; eccetera. Molte di queste fonti comuni di errori di calibrazione vengono mitigate eseguendo una calibrazione in condizioni più controllate, come quelle che si trovano in un laboratorio. Tuttavia, non è pratico spostare il trasmettitore di campo nel laboratorio per eseguire la calibrazione. Questo è il motivo per cui i sensori intelligenti svolgono un ruolo importante.
Un sensore intelligente può essere calibrato in qualsiasi momento con un trasmettitore “standard” o di riferimento in laboratorio,  tramite un PC utilizzando il cavo di interfaccia “PC Foxboro Smart Sensor” e il DTM dello strumento installato sul PC.
Il sensore Smart memorizza i parametri di calibrazione in un chip di memoria integrato. Quando l’operatore deve eseguire una calibrazione in campo, prende semplicemente il sensore Smart, pre-calibrato, lo collega al trasmettitore che carica i parametri di calibrazione. Gestendo le calibrazioni del sensore in laboratorio,  l’operatore ha maggiori probabilità di eseguire una calibrazione valida.

Smart Sensor Management tramite PC

Il sensore Smart PH10-*S può anche essere collegato direttamente a un PC per visualizzare le misurazioni, eseguire calibrazioni, verificare la cronologia e la diagnostica, la tendenza e altre funzioni. Per questa funzione viene fornito un cavo di interfaccia PC Sensor e un pacchetto software. Il software è certificato  FDT, e fornisce un’interfaccia operatore di facile utilizzo ed è ideale per eseguire le calibrazioni in laboratorio Un apposito registro di cronologia, consente di disporre id un elevato numero di valori, e di esportarli in un foglio di calcolo.

Compatibilità Trasmettitore / Analizzatore

I sensori DolpHin sono completamente compatibili con i Trasmettitori intelligenti e Analizzatori intelligenti 876PH e 875PH.
Il trasmettitore 876PH-S è compatibile solo con il sensore PH10-*S.
Se utilizzato con i dispositivi intelligenti di Foxboro, DolpHin supporta la diagnostica del sensore, tra cui:

• Elettrodo di vetro rotto
• Deposito sulla superficie di rilevamento
• Invecchiamento (degrado della pendenza)
• Tempo di risposta (solo 876PH-S)
• Perdita liquida nel corpo del sensore
• Errore preamplificatore
• Guasto dell’elemento di temperatura

Corpo Sensore

Il corpo del sensore è realizzato in PVDF, ovvero un materiale ideale a causa delle sue eccellenti proprietà meccaniche, e resistenza alla pressione e temperatura. È praticamente immune all’attacco dalla maggior parte delle soluzioni chimiche. Il corpo del sensore è dotato di un singolo sensore sigillato, senza parti sostituibili, e pertanto assenza di manutenzione.

Risposta tipica del Sensore di PH

Il grafico che segue fornisce indicazione del tempo di risposta di un sensore DolpHin e altri sensori di pH  (premium) forniti da altri produttori.

Elettrodo di Riferimento Doppia Giunzione

La giunzione di riferimento è in materiale ceramico con porosità ultra-fine ed è una piccola superficie.
Questa giunzione determina una variabilità minima del potenziale di giunzione che contribuisce a problemi di rumore e deriva tipicamente visibili in giunzioni con una grande superficie. L’elettrolita interno è un gel ad alta temperatura che resiste all’avvelenamento.
L’elettrodo di riferimento è una cella di cloruro d’argento. L’elettrodo di riferimento è racchiuso in una barriera ionica di Nafion che consente il trasferimento di carica, riducendo al minimo l’avvelenamento dell’elettrodo e impedendo agli ioni d’argento di migrare nella giunzione esterna e causando intasamento.

Facilità d’uso

Gli utenti esperti del pH sanno che la manutenzione del sensore può essere costosa, oltre che richiedere molto. I sensori DolpHin offrono una lunga durata di vita riducendo così il numero di interventi di manutenzione. Tuttavia, il sensore richiede occasionalmente la rimozione dal processo per la calibrazione, ed eventualmente la pulizia o la sostituzione. Gli accessori di DolpHin sono funzionali per semplificare la manutenzione del sensore.
Il connettore rapido di tipo Variopin  consente di disinserire facilmente il cavo dal sensore. Il sensore può essere montato in molti modi diversi, secondo le configurazioni di montaggio tipiche elencate e mostrate nella Figura che segue.

Sensore di pH Serie PH12
Vetro o PEEK ad alta resistenza meccanica

Sensore analogico per misure di pH e ORP

I sensori Foxboro^® serie pH12 sono sensori elettrochimici di precisione che vengono utilizzati con un notevole numero di accessori per il montaggio, per misure di pH e ORP. Questi sensori forniscono una tecnologia di elettrodo unica nel fattore di forma largamente impiegato da 12 mm e forniscono una risposta veloce, una lunga durata e un’alta precisione e stabilità. Sono apparecchi robusti e facili da usare particolarmente adatti per installazioni a bassa e alta temperatura, sanità e biocompatibilità. La costruzione a basso costo rende il sensore monouso e quindi elimina la costosa manutenzione del sensore. 

Selezione dell’elettrodo di Ph per la giusta applicazione

Foxboro ha una lunga storia di ricerca e sviluppo di elettrodi di pH. Le formulazioni di vetro proprietarie vengono realizzate, fabbricate e testate
presso il proprio Impianto di produzione di sensori elettrochimici. Per la famiglia di sensori PH12, sono disponibili 3 scelte elettrodi che forniscono la soluzione migliore per i requisiti di applicazione unici.

1- Elettrodo a membrana piatto

Gli elettrodi pH a membrana piatta non sono adatti per il servizio ad alta temperatura. Sebbene robusto e utile per applicazioni abrasive, la loro gamma di applicazioni è stata generalmente limitata a 80-85 °C (176-185°F) a causa della composizione del vetro impiegato. L’ampia ricerca e i test effettuati da Foxboro hanno portato ad una formulazione di vetro capace di essere formata in una membrana piatta e robusta, pur mantenendo ottime prestazioni fino a 125°C (257°F).
Quando viene utilizzato il sensore con il corpo PEEK l’elettrodo di vetro piatto e robusto fornisce un sensore con durata senza precedenti nelle più dure applicazioni.

2- Elettrodo con vetro a cupola con ampio range di temperatura

Foxboro utilizza una formulazione di vetro proprietaria che capitalizza su una caratteristica di impedenza molto bassa. Partendo da un elettrodo a bassa impedenza, l’elettrodo si comporta eccezionalmente bene a temperature molto basse. Questa particolare formulazione di vetro è anche indicata per le  alte temperature, fino a 125°C (257°F).
Con una gamma di temperature specificata da -25 a + 125°C (da -13 a + 257°F), questo elettrodo fornisce uno dei più ampi intervalli utilizzabili di qualsiasi elettrodo pH presente sul mercato.

3- Elettrodo con vetro  cupola per temperatura elevata 140°C (284°F)

Foxboro ha sviluppata una formulazione avanzata di vetro a cupola  per il servizio ad alta temperatura. Questa nuova formulazione è l’elettrodo con range di temperatura più alto, offerto da Foxboro. Oltre che per la temperatura  è anche una scelta eccellente per applicazioni con elevato pH e contenuto di sodio elevato. Con una temperatura fino a 140°C (284°F), questo elettrodo è la scelta migliore per applicazioni sterilizzabili a vapore.

Misure di PH, ORP, o combinazione di PH e ORP

La selezione dei tipi di elettrodi, si concretizza come segue:

• Misurazione del pH, Vetro piatto robusto
  Elettrodo, pH da 0 a 12 pH; da -15 a + 125°C (da 5 a 257°F)
• Misurazione del pH, elettrodi in vetro a cupola,
  Da 0 a 14 pH; Da -25 a + 125°C (da -13 a + 257°F)
  Temperatura; da 0 a 140°C (da 32 a 284°F)
  Alta temperatura
• Misura ORP, Elettrodo Platinum,
  Da -25 a + 125°C (da -13 a 257°F)
• Combinazione di pH e ORP (e simultanea)
  Misura: da 0 a 12 pH e ORP, oppure da 0 a 14 pH e ORP;

Da -15 a + 125°C (da 5 a 257°F)
Da -25 a + 125°C (da -13 a + 257°F) oppure da 0 a 140°C (da 32 a 284°F) a seconda dell’elettrodo di vetro selezionato.

Sensori Sanitari

I sensori sanitari PH12 sono conformi alla norma 3-A 74 per l’utilizzo nei processi di prodotto lattiero-caseario. Essi soddisfano anche i requisiti della FDA per gli elastomeri utilizzati nelle industrie alimentari. Il certificato di prova 3-A può essere specificato come parte della struttura del codice modello del PH12 ed è incluso con il sensore nella spedizione. Questi sensori sono offerti con le seguenti connessioni rapide sanitarie.

Un collegamento DN 25, Tri-Clamp  oppure filettato da 1”, 1” ½  o 2”. Grado di finitura RA15 o superiore. La costruzione del sensore facilita le operazioni CIP e le connessioni di processo tipo DN25 e Tri-Clamp consentono di installare e rimuovere facilmente i sensori per applicazioni convenzionali.

Basso Costo, e Diagnostica Sensore

La diagnostica del sensore è una parte importante della strategia di asset per i sistemi di misurazione di pH e ORP.
Sempre più spesso, la diagnostica disponibile da un sensore pH o ORP viene utilizzata per predire quando un sensore necessita di manutenzione.
Altre diagnosi vengono utilizzate per identificare malfunzionamenti che devono essere immediatamente affrontati.
La diagnostica del sensore include l’invecchiamento dell’elettrodo di vetro, la rottura del giunto di riferimento, guasto dell’elemento di compensazione della temperatura ed elettrodo di vetro rotto. Utilizzando la “Plastic Solution Ground”, in caso di modelli sanitari o di una “Metallic Solution Ground” (acciaio inox) il sensore PH12 incorpora i segnali diagnostici come una caratteristica standard in tutti i modelli. A differenza dei sensori competitivi che richiedono un contatto di terra separato, costoso e ingombrante della soluzione metallica, il modello PH12 offre la funzionalità incorporata come componente standard in una piattaforma conveniente

Sensor in PEEK

PEEK, un materiale termoplastico che viene selezionato a causa della sua eccellente resistenza chimica su una vasta gamma di temperature e pressioni di processo. Il PEEK presenta un’eccellente resistenza chimica alla maggior parte delle soluzioni acquose di Acidi, basi e sali. È anche eccellente per la maggior parte dei solventi organici. Foxboro possiede oltre 20 anni di esperienza nell’utilizzo del materiale PEEK in sensori elettrochimici, il più lungo di qualsiasi fornitore. Molti sensori da 12 mm sono progettati come se si siano evoluti da un ambiente di laboratorio, utilizzando corpi di vetro fragili.
Foxboro, con la sua reputazione per la fornitura dei sensori più robusti per applicazioni di processo, ha adottato un approccio diverso, che ha come conseguenza una durata più lunga e una maggiore resistenza ai rigidi inserimenti, rimozione e manipolazione per la pulizia e la calibrazione.

Barriera in Nafion per proteggere la giunzione di riferimento

I sensori PH12 utilizzano un disegno dell’elettrodo di riferimento a doppia connessione per minimizzare gli effetti della contaminazione dell’elettrolita di riferimento con la soluzione di processo. Il giunto di riferimento esterno a contatto con il  processo è materiale ceramico con porosità ultra fine e piccola superficie. L’elettrolita interna è un gel ad alta temperatura che resiste all’avvelenamento. L’elettrodo di riferimento è una metà cella di cloruro d’argento.
L’elettrodo di riferimento è racchiuso in una barriera ionica di Nafion che consente il trasferimento di cariche, riducendo al minimo l’avvelenamento dell’elettrodo e impedendo agli ioni d’argento di migrare nella giunzione esterna e causando intasamento.

PARTI NON METALLICHE

Da oltre 20 anni, Foxboro ha promosso l’uso di materiali plastici conduttivi per i contatti di terra di soluzione nei sensori di pH e di processo ORP.
Nella progettazione della Serie PH12, il terreno della soluzione è costruito in Kynar conduttivo, che ha un’elevata resistenza chimica.
Il corpo del sensore è o vetro borosilicato o PEEK e l’elettrodo di misura, giunzione di riferimento e guarnizioni di processo sono non metalliche e chimicamente inerti. Ciò si traduce in un design del sensore che è immune all’attacco dalla maggior parte dei fluidi di processo

PER SAPERNE DI PIU’