logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Kalibracja pHmetru buforami i liczenie właściwej wartości

fliper_katrill 15 Lut 2010 16:39 19560 65
  • #1 7698233
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    Witam serdecznie kolegów!
    Pozwolę sobie zacytować treść listu od jednego z forumowiczów:

    "funkcja liniowa pH = a*Uzmierz + b. Współczynniki a i b wyznaczam programowo podczas kalibracji w dwóch płynach buforowych 4pH i 7pH"

    no i właśnie męczy mnie to "programowo" , kolega który do mnie napisał niestety nie odpowiada, ale wiem że wielu z Was robiło pHmetry na uC AVR.

    Moje pytanie sątakie:
    1.Dla "a" ustala się nachylenie krzywej czyli to jak szybko rośnie napięcie od pH, dla której wartości bufora pH to badamy?
    2.Dla "b" ustala się przesunięcie na wcześniej wspomnianym wykresie w osi y, z czym ta zmiana jest związana i jak ją policzyć?

    Z góry dziękuję.
  • #2 7698340
    rpal
    Poziom 27  
    tu już była dyskusja o pH-metrze za co admin mnie opierdzielił że to nie forumdla chemików. To wcale nie jest taka liniowa funkcja stąd konieczność używania roztworów buforowych :)
  • #3 7698888
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    Rozumiem, czytałem wszystko na elektrodzie co z tym tematem związane, najwyżej temat poleci do kosza.Ja żeby dobrze zrobić swój pHmetr muszę znać ten sposób, a liniowość dla tak niedużego przedziału temperaturowego jest możliwa i stąd ten wzór.
    W innych postach nie zostało to dokładnie powiedziane, doradzone, tylko teoretyczne pogadanki, pewnie i mądre. Ja zaś wolę praktyczne rozwiązania, które za tymi pogadankami idą a takich nie było :).
  • Pomocny post
    #4 7699000
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Jest dokladnie tak jak piszesz. Najpierw przy pomocy jednego wzorca ustawia sie przesuniecie (wsp. b rownania), nastepnie za pomoca drugiego wzorca kalibruje sie nachylenie krzywej (wsp. kierunkowy a). W waskim zakresie ta zaleznosc jest prawie liniowa i bez wiekszych bledow taka kalibracja wystarczy. W szerszym zakresie wykorzystuje sie 3 roztwory kalibracyjne, a zaleznosc opisuje wielomian wyzszego stopnia.
  • #5 7699117
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    Czyli (jeśli dobrze rozumiem) włożę sondę do płynu kalibracyjnego 7ph (czy 4?) i otrzymam wynik np. 0.012mV to muszę pamiętać że to "zero" mam na innym poziomie i je odejmować od odczytu?

    ja chyba nie rozumiem co się dzieje przy kalibracji z napięciami i do którego bufora najpierw włożyć sondę?
  • Pomocny post
    #6 7699423
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Cos w tym stylu. Masz rownanie y[pH]=aV+b, wkladasz elektrode do roztworu i mierzysz napiecie. Zmieniasz b tak, zeby otrzymac pH takie jak uzytego roztworu kalibracyjnego. Nastepnie wkladasz elektrode do kolejnego roztworu i tym razem przy stalym b, zmieniasz a tak, zeby ponownie otrzymac wlasciwe wskazanie pH. Wlasciwie nie ma znaczenia od ktorego roztworu rozpoczniesz kalibracje.
  • #7 7700195
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    Dzięki tmf bardzo mi pomogłeś!! Odpowiedz mi proszę na jeszcze 2 pytania:
    1.Czy jeśli zacznę od 4pH to będę miał wartości tylko na + (bo przy 7 pH to powyżej są na + poniżej na -)?
    2.Czy to jest naprawdę tak proste że dla pośrednich wartości pH (np. 5, 6, 6.5) nie będę musiał dobierać znowu a i b (a co jak się będą ostro rozmijać)?
  • #8 7700264
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #9 7700421
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Jesli dwa kalibratory beda blisko siebie (my uzywamy zwykle kalibrator majacy pH podobne do roztworu badanego) i masz dobra ekektrode to dokladnosc powinna byc niezla. Bez wiekszych problemow na niezbyt wyrafinowanym pH-metrze uzyskuje sie +-kilka setnych jednostki. Oczywiscie musisz wziasc poprawke na temperature - kazda roznica pomiedzy temp. kalibratora a roztworu ma wplyw na odczyt. No i sam kalibrator tez zmienia pH w zaleznosci od temperatury. Powinienes do wzorca dostac tabelke z zaleznoscia pH-temperatura. Natomiast jesli masz tylko dwa kalibratory i chesz zaleznoscia liniowa pokryc duzy przedzial pH to duzej dokladnosci sie nie spodziewaj, ale i tak +/-0,1 powinienes uzyskac.
    Zdradz co robisz i jaka dokladnosc pomiaru cie interesuje.
  • #10 7700438
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    To nie było pytanie w stylu czy to jest naprawdę prosta czy nie tylko czy ta aproksymacja jest na tyle dobra, że nie wyjdą cuda na multimetrze. Spróbuję i zobaczę na pewno poinformuję o rezultatach :)
    PS. Kolego atom1477 niestety ze smutkiem i półżartem dodam, że nie w 3 klasie podstawówki a w 2 gimnazjum wchodzi pojęcie funkcji liniowej, ja na szczęście nie jestem z tych czasów :)

    Dodano po 4 [minuty]:

    Do kolegi tmf:
    niestety nie zaskoczę pewnie kolegi w tej dziedzinie -> akwarium, 5-9pH w zupełności wystarczy :)
    Teraz wiem, że nasze pogadanki na pewno pomogą zrozumieć niedoświadczonemu konstruktorowi obliczyć wartość pH programowo.
  • #11 7700542
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #12 7700634
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    Dlatego napisałem niestety ;(, taka nasza młodzież rośnie, żeby nie skłamać ostatnio pomagałem jednemu chłopakowi z pierwiastkami i ułamkami (bardziej rozbudowanymi ale zawsze) w 1 klasie technikum.
    A wracając do tematu nie znam nikogo kto by potrzebował większego zakresu dla akwarium SŁODKOWODNEGO, co do temperatury nie będzie ona większa niż 30° a mniejsza jak 20° i w tym zakresie będzie to nachylenie 58-59mV/pH (wg producenta sondy ERH-AQ1).
    Widzę, zainteresowanie tematem, może by się pokusić o inną aproksymację z ujęciem temperatury?
  • #13 7701054
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #14 7701570
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    Pozwolę sobie zacytować treść instrukcji czujnika STPt-100:
    "Reagowanie pH-metrycznych elektrod szklanych
    (lub zespolonych) określa równanie Nernsta.
    W sposób uproszczony, zależność potencjału elektrody
    szklanej od pH można przedstawić następująco:

    E = Eo - S * pH
    gdzie:
    E - potencjał elektrody szklanej, mV
    Eo - stały potencjał elektrody odniesienia, mV
    S - nachylenie charakterystyki, mV/pH
    pH - wartość pH roztworu,

    Nachylenie charakterystyki elektrody (lub ogniwa pomiarowego),
    określa zmianę potencjału przypadającą na jednostkę pH i zależy od temperatury. Wpływ temperatury na wartość nachylenia charakterystyki można
    określić poprzez tzw. współczynnik nachylenia, wynoszący 0,1984 mV na stopień i na jednostkę pH.
    S = ΔE/ΔpH = 0,1984*T = -(54,197 + 0,1984 * t)
    gdzie: S - nachylenie charakterystyki w temperaturze pomiaru, mV/pH
    T - temperatura, °K
    t - temperatura, °C"
    Kalibracja pHmetru buforami i liczenie właściwej wartości
  • #15 7701643
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Tak pieknie to niestety tylko w datasheecie jest. W praktyce elektrode kalibruje sie przed kazdym pierwszym pomiarem. W labie kalibrujemy elektrody codziennie, jesli ktos oznacza pH. Temperatura ma olbrzmi wplyw na pH, dlatego kazdy sensowny pH-metr ma sonde mierzaca temp. roztworu. Sama elektroda moze i niewiele zmienia napiecie, chociaz jak spojrzysz jak 1mV przekalada sie na zmiane pH to nie jest to tak malo, ale pH roztworu zmienia sie drastycznie. No moze nie drastycznie, bo przy zmianie o 50 stopni to jest zwykle dla kalibratorow zmiana rzedu 0,1 ale jednak.
    Przybliz tez sposob w jaki chcesz mierzyc szklana elektroda pH w akwarium. Nie wiem czy wiesz, ale te elektrody nadaja sie tylko do krotkich pomiarow, potem trzeba je trzymac w specjalnych roztworach (stezony KCl). Jak ci elektroda porosnie jakims syfem, albo chociazby przylgnie do niej jakis osad organiczny to ci to moze zmienic pH nawet o kilka jednostek. Bo z elektrody do pomiaru pH zrobi ci sie elektroda mierzaca potencjal jakiejs reakcji redox katalizowanej przez to bioorganiczne badziewie. No i kolejny problem to stabilnosc zrodla referencyjnego. No moze tez nie jest to wielki problem, ale raczej na wbudowana referencje w AVR nie masz co liczyc.
  • #16 7701944
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    Tu się zbytnio nie popiszę, bo używam napięcia zasilającego a raczej stabilizatora tego napięcia, ponieważ wiem że z wewnętrznym napięciem odniesienia w AVR jest krucho dla takich zastosowań. Nie dałem zewnętrznego dodatkowego napięcia referencyjnego tylko dlatego, że już mam płytkę zaprojektowaną i zrobioną od roku, przewiduję zmienić to w następnej jej wersji. A o tym osadzaniu się badziewia myślę od niedawna i szczerze mówiąc nie mam pomysłów, może kolega ma? Co do ciągłości pomiarów producent stwierdza, że jest ona przeznaczona do ciągłego zanurzenia.
  • #17 7702260
    rpal
    Poziom 27  
    Napięcie odniesienia jest bardzo istotne więc kolega musi pomyszkować w notach np. Analog Device albo Burr Brown, podobnie jak w przetwornikach ACD bo na mój gust to AVR jest zbyt "bylejaki" aby kolegę zadowolić.Niestety to dodatkowy wydatek rzędu 15-20 PLN za napięcie odniesienie i drugie tyle za przetwornik ale za to uzyskasz rodzielczość pomiaru na poziomie 0,001 V. Natomiast na syf odkładający sie na elektrodzie ja osobiście nie mam pomysłu innego jak przemywanie (bez dotykania paluchami) i moczenie w roztworze KCl plus woda destylowana. Temat pH staje się dość mocno popularny :)
  • #18 7702383
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Tak jak pisze rpal, no moze jakies tansze zrodlo referencyjne mozna wsadzic, w sumie tu chodzi nie tyle o jego bezwzgledne napiecie, co stabilnosc. ADC z AVR od biedy tez przejdzie, poniewaz pomiary nie musza byc szybkie, mozna ladny oversampling zrobic i usredniac potem 256 a nawet wiecej pomiarow, co da rozdzielczosc ponizej 1mV. Natomiast na osad nie mam pomyslu. Te elektrody sa przeznaczone do ciaglego zanurzenia (a nawet musza byc ciagle zanurzone), tyle, ze nie w plynach zawierajacych zyjatka :) Jak ci ta szklana membrana porosnie, albo cos sie na niej osadzi to elektroda jest do wyrzucenia, bo wyczyscic tego nie ma szans. Swoja droga to nie prosciej od czasu do czasu sprawdzic pH papierkiem lakmusowym?
  • #19 7702725
    rpal
    Poziom 27  
    Mam pomysła :) i jest to robota dla AVR-a. Kupujesz kolego 6 zaworów sterowane napięciem oraz 3 pompki(zaponiałem nazwy fachowej tych uzywanych w np. w dializie) Pomiar wygląda tak, przepompowujesz do malego pojemnika swój roztwór, mierzysz ile tam dusza zapragnie, wypompowujesz badany roztwór z powrotem, potem pojemnik przeplukujesz wodą destylowaną i zalewasz KCl. Przy następnym pomiarze wypompowujesz KCL, pluczesz wodą (pompowanie i wypompowanie) i znów zasyszas swój badany roztwór. I tak dookola wojtek. Przy okazji robisz dość pokaźnych rozmiarów stacje pomiarową z pewną dozą automatyki przemysłowej. W pudelku po butach tego napewno nie pomieścisz ale masz stały pomiar. Pasuje ? Przy okazji podłaczasz to po rs232 do PC-ta piszesz aplikację do obrazowania pracy urządzenia, zmierzone wyniki i masz jakąś tam namiastkę profesjonalnego urządzenia labolatoryjnego oraz sławę i kupę forsy :)
  • #20 7702760
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    :) niezle. To sie nazywa pompa perystaltyczna. Ale mam rozwiniecie twojej koncepcji:) Zamiast wielu pomp, ktore sa drogie i przede wszystkim duze, zastosowac jedna do generacji podcisnienia, ktore bedzie wykorzystane do zasysania poszczegolnych plynow. Do tego jeszcze male elektrozaworki i calosc zmiesci sie w pudelku po butach malego dziecka :) To bylby naprawde ciekawy projekt:)
  • #21 7702798
    rpal
    Poziom 27  
    Przyzwoita pompa próżniowa waży coś koło 10-15 kg, zasilana jest z 3faz i kosztuje parę PLN, trzeba odpowiednie przewody stosować aby się scianki nie sciskały przy zasysaniu. Pomysł nie glupi ale też kosztowny. Trzeba też pomyśleć o naczyniu gdzie będzą skraplały sie opary i przewidzieć jak ma być rozwiązany "spust" No i wszystko musi być szczelne. Może kolega planuje nowoczesne rozwiązania w bimbrownictwie ? Pompa się wówczas przyda bo w zmniejszonym ciśnieniu c2h5oh wrze w mniejszej temperaturze no fuzle tak nie śmierdzą kiedy pompa próżniowa odprowadza smród np. w kanalizację. Teraz to na bank admin tu zainterweniuje i zrobi ze mną porządek :) Ja już nic nie pisze.
  • #22 7703705
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Ale to nie musi byc pompa prozniowa, wystarczy, zeby dawala podcisnienie rzedu kilku-kilkunastu cm slupa wody. Takie pompy istnieja nawet w wersji do montazu na plytke drukowana. A poza tym to robi sie co raz ciekawiej :)
  • #23 7703818
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #24 7704344
    rpal
    Poziom 27  
    atom1477 napisał:
    A może by tak zrobić ... automat zanurzający papierki lakmusowe i kolorymetr?
    i może podawał za pomocą młodej laski drinki z parasolkami ?:)
  • #25 7729584
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    Witam ponownie!
    Czekam na dzień dzisiejszy na bufory i się doczekać nie mogę, ale zaobserwowałem niepokojący objaw. Zamaczałem sondę w occie znając mniej więcej jego ph (3) ale sonda nie wskazała mi napięcia -4*58mV (ani nic podobnego), a powinna ?
    No i drugie pytanie czy zwykłym multimetrem mogę dokonywać pomiarów bezpośrednio z sondy czy mija się to z celem ze względu na opór wewnętrzny multimetru?

    Dodano po 1 [godziny] 1 [minuty]:

    Powoli głupieję ;p miernik ustawiony mam na 200m dla napięcia stałego a na wyświetlaczu 0.2 dla wody destylowanej i 2.3 dla octu, czy ja coś popaprałem?
  • #26 7730152
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #27 7731380
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    Czym sprawdzić poprawność napięcia na sondzie? Pozostaje mi tylko wierzyć, że układa wzmacniaczy działa poprawnie?
  • #28 7731408
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #29 7731656
    fliper_katrill
    Poziom 20  
    a taki :)
    Kalibracja pHmetru buforami i liczenie właściwej wartości
  • #30 7731675
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
REKLAMA