دستگاه PH متر چیست؟ + انواع Ph متر

یکی از ابزارهای مهم و کاربردی که به ما کمک می‌کنند تا با دقت بیشتری از محیط پیرامونمان آگاه شویم، دستگاه Ph متر است. با استفاده از این دستگاه، ما می‌توانیم درک بهتری از خصوصیات مایعات و محلول‌ها داشته‌ باشیم. دستگاه Ph متر، یک ابزار دقیق اندازه‌گیری محسوب می‌شود و کاربرد وسیعی دارد. از آزمایشگاه‌های تخصصی گرفته تا خانه‌ها، این ابزار مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله به توضیحاتی راجع به دستگاه Ph متر می‌پردازیم و انواع، عملکرد و کاربردهای آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

PH متر چیست و چه اهمیتی دارد؟

می‌دانیم که ph معیاری است که قدرت اسیدی یا بازی یک محلول را نشان می‌دهد. این معیار برحسب یک مقیاس لگاریتمی از 0 تا 14 اندازه‌گیری می‌شود. PH متر (به انگلیسی Ph meter)، دستگاهی است که از آن برای اندازه‌گیری پی اچ (درجه اسیدی یا بازی) محلول‌ها، استفاده می‌شود. زمانی که ph سنج عدد کمتر از 7 را نشان دهد، نشان دهنده‌ی خاصیت اسیدی است واگر بالاتر از 7 باشد، نشان دهنده‌ی خاصیت قلیایی می‌باشد.

انواع مختلفی از Ph  مترها در بازار وجود دارد (پی اچ متر دیجیتال، خاک، آزمایشگاهی، قلمی، رومیزی و…) که می‌توانید با توجه به نیاز خود آن‌ها را انتخاب نمائید. در ادامه به توضیحاتی درباره‌ی انواع این دستگاهها می‌پردازیم.

نحوه کارکرد دستگاه PH متر

دستگاه Ph متر، شامل یک سری الکترود است. وقتی‌که این الکترودها در محلول قرارمی‌گیرند، یون‌های هیدروژن در محلول با نوک گلاسی الکترود تعامل می‌کنند و یک ولتاژ الکتریکی ایجاد می‌شود. پس ‌از آن این ولتاژ با ولتاژ الکترود رفرنس مقایسه می‌شود. تفاوت ولتاژ بین این دو الکترود به مقدار پی‌اچ تبدیل می‌شود و در نهایت روی نمایشگر PH محلول در دستگاه را نشان می دهد. به زبان دیگر این دستگاه، ولتاژ بین دو الکترود را اندازه‌گیری می‌کند و آن را به مقدار پی‌اچ تبدیل می‌کند. بدین‌صورت این دستگاه قدرت اسیدی یا بازی یک محلول را مشخص می‌کند.

ساختار دستگاه‌های PH متر

این صحیح است که بر اساس اینکه PHسنج جز کدام مدل از دسته‌ی PHمترها باشد دارای ساختارهای مختلفی هستند اما از آنجا که در حالت کلی ساختار اغلب دستگاه‌ها مشابه ساختار PHسنج معمولی می باشد ما نیز در ادامه به توضیح ساختار معمولی این دستگاه می‌پردازیم.

• الکترود: الکترود معمولاً از گلاس یا فلز ساخته می‌شود. اندازه‌گیری ولتاژ، بر عهده‌ی الکترود است. الکترود ph متر گلاسی، بیشتر برای اندازه‌گیری پی‌اچ محلول‌های آبی مورد استفاده قرار می‌گیرد و یک نوک گلاسی حساس به پی‌اچ دارد.
• رفرنس الکترود: این الکترود، همراه الکترود اصلی است و دارای ولتاژ تابت می‌باشد. ولتاژ میان الکترود اصلی و رفرنس الکترود اندازه‌گیری می‌شود.
• آمپلی‌فایر: آمپلی‌فایر، وظیفه‌ی تقویت ولتاژ کوچک الکترودها را بر عهده دارد. پس از تقویت ولتاژ، دستگاه می‌تواند آن را بخواند و به مقدار PH تبدیل کند.
• دیسپلی: عبارت است از نمایشگر دستگاه که مقدار PH را نشان می‌دهد. نمایشگر می‌تواند دیجیتال یا آنالوگ باشد.

کاربرد دستگاه ph سنج

به دلیل اهمیت کنترل و اندازه‌گیری پی‌اچ، از دستگاه ph سنج در بسیاری از زمینه‌ها و صنایع مختلف استفاده می‌شود. برخی از کاربردهای اصلی این دستگاه عبارتند از:

• آزمایشگاه‌ها: از پی‌اچ متر برای اندازه‌گیری و تنظیم پی‌اچ محلول‌ها در آزمایشگاه‌های شیمیایی، محیط‌زیست، بیولوژیکی و… استفاده می‌شود.
• صنعت غذایی: نظارت و کنترل پی اچ محصولات غذایی تولید شده (لبنیات، ترشی‌ها، نوشابه‌ها و…) امری ضروری و حیاتی می‌باشد.
• صنعت داروسازی: کنترل پی‌اچ محلول‌ها و فرآیندهای شیمیایی در تولید داروها، بسیار مهم می‌باشد.
• صنعت آب و فاضلاب: اندازه‌گیری پی اچ آب و فاضلاب، امری ضروری است زیرا کنترل آن باعث می‌شود که به محیط‌زیست آسیبی وارد نشود.
• استخرهای پرورش ماهی و آکواریوم‌ها: استفاده از Ph متر در استخرهای پرورش ماهی و آکواریوم‌ها، ازجمله کاربردهای این دستگاه می‌باشد. زیرا بسیاری از موجودات و حیوانات آبزی برای زنده ماندن، نیاز به ph مشخصی از آب دارند.
• کشاورزی و گلخانه داری: از مهم‌ترین صنعت‌هایی که Ph متر در آن اهمیت بالایی دارد، صنعت کشاورزی و گلخانه‌ای می‌باشد.

همچنین بخوانیم: تیتراسیون چیست؟ | از تعریف تا آشنایی با فرمول و منحنی

انواع Ph متر، تفاوت‌ها و کاربردها

Ph مترهای مختلفی بر اساس نوع کاربرد و عملکرد وجود دارند. در ادامه به تفاوت آن‌ها و کاربردهای مختلف آن‌ها می‌پردازیم.

1- Ph متر میزی یا آزمایشگاهی

Ph متر میزی یا آزمایشگاهی (Benchtop pH meters)، همان‌طور که از نامش مشخص است، بیشتر در آزمایشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی مورد استفاده قرارمی‌گیرند. این پی اچ مترها بزرگ‌ هستند، مکان ثابتی دارند و آن‌ها را جابه‌جا نمی‌کنند. معمولاً نمونه مورد نظر را برای آزمایش به آن‌جا می‌آورند.

• کاربرد: برای اندازه‌گیری‌های پیوسته و دقیق در آزمایشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی مناسب است.
• تفاوت: مزیت‌های این دستگاه نسبت به سایر مدل‌ها بیشتر است مانند کالیبراسیون خودکار، نمایشگر بزرگ‌تر و ذخیره‌سازی داده‌ها.

2- Ph متر قلمی، یکی دیگر از انواع Ph متر

نام دیگر این دستگاه، ph متر جیبی یا پرتابل (pen type یا pocket type) می‌باشد. طراحی این ابزار شبیه یک قلم است. استفاده از این نوع ph متر برای اندازه‌گیری‌های سریع و میدانی مناسب می باشد. این دستگاه به‌راحتی جابه‌جا می‌شود.

• کاربرد: استفاده از این ابزار برای کاربردهای خارج از آزمایشگاه مثل کشاورزان و گلخانه‌داران، کارشناسان میدانی و… می‌باشد.
• تفاوت: دقت کم‌تری نسبت به مدل‌های میزی دارند و سبک و قابل‌حمل هستند.

3- Ph متر آنلاین (صنعتی)

این نوع ph مترها، قابلیت این را دارند که از مرکز کنترل، دیتاها را دریافت کنند. بنابراین در محل دیگری نصب می‌شوند و به‌طور مستمر یا درخواستی به گیرنده اصلی خود اطلاعات را می‌فرستند. از این ابزار در صنایعی مثل فاضلاب و یا کارخانه‌ها استفاده می‌شود.

Ph مترها را به صورت‌های دیگری نیز می‌توان تقسیم‌بندی کرد. (ph مترهای دیجیتال و آنالوگ یا ph مترهای آب‌وخاک)

نکات مهم در استفاده از دستگاه‌های Ph متر

نگهداری و استفاده‌ی صحیح از دستگاه‌های ph متر، نیازمند کسب یک سری آگاهی‌ها و دانش‌ها می‌باشد. بدین‌وسیله می‌توان عمر این دستگاه را به حداکثر رساند. در ادامه به برخی از راهکارها برای استفاده صحیح این وسیله، می‌پردازیم.

• نیاز به کالیبراسیون منظم: کالیبره شدن به معنی تنظیم دستگاه برای نشان دادن عدد صحیح، پس از چند بار استفاده است. این فرایند زمان‌بر و پیچیده می باشد؛ ولی برای حفظ دقت آن، این دستگاه‌ها باید به‌طور منظم کالیبره شوند.
• نیاز به محلول‌های استاندارد: محلول‌های استاندارد محلول‌هایی با پی‌اچ شناخته شده هستند که برای کالیبراسیون از آن‌ها استفاده می‌شود.
• حساسیت الکترود – جلوگیری از ضربه: پس از خرید Ph متر در نگهداری از آن‌ها بسیار دقت کنید. زیرا الکترودهای گلاسی‌، بسیار حساس به خشک شدن، ضربه و تغییرات دمایی هستند. بنابراین همیشه نوک الکترود را در محلول نگهداری خاص نگه دارید تا مانع از خشک شدن آن شوید.
• پاکسازی الکترود: توجه به این نکته ضروری است که بعد از هر بار استفاده از ph متر، الکترود آن را با آب مقطر بشویید. همچنین برای این کار می‌توانید از محلول‌های پاک‌کننده خاص برای حذف مواد چسبنده یا رسوبات استفاده کنید.
• محدودیت در اندازه‌گیری محلول‌های چسبناک و غیره: بعضی از محلول‌ها حالت چسبندگی دارند و به سطح الکترود می‌چسبند. این اتفاق باعث می‌شود اندازه‌گیری دقیقی صورت نگیرد. بنابراین باید قبل از استفاده، از مناسب بودن Ph سنج خود مطمئن باشید.
• تأثیرات الکترومغناطیسی: تا جای ممکن، دستگاه‌های ph سنج را از دستگاه‌های الکترونیکی دور نگه دارید. زیرا دستگاه‌های الکترونیکی گاهی تحت تأثیر پارازیت‌ها و امواج الکترومغناطیسی قرارمی‌گیرند و باعث ایجاد اختلال در اندازه‌گیری‌ها می‌شود.
• جلوگیری از نوسانات دمایی: دستگاه‌های پی‌اچ متر باید در محیطی با دمای ثابت نگهداری شوند. این دستگاه‌ها باید از نور مستقیم خورشید یا منابع حرارتی دیگر دور باشند.
• تعویض الکترود: ممکن است الکترود دستگاه، خراب شود و به‌درستی کار نکند. در این صورت حتماً آن را عوض کنید.
• جلوگیری از ورود هوا: دقت داشته ‌باشید هنگام استفاده از ph سنج، هوا وارد الکترود نشود. زیرا این موضوع باعث تغییر نتایج می‌شود. این مورد برای Ph مترهای مخصوص آب و محلول حتماً باید مورد توجه قرار گیرد.
• استفاده از باتری‌های تازه: دقت داشته ‌باشید در دستگاه‌های قابل‌حمل، باتری‌ها را به‌طور منظم بررسی کرده و در صورت نیاز آن‌ها را عوض کنید.
• رعایت دستورالعمل‌های سازنده: قبل از استفاده، حتماً دستورالعمل‌های مربوط به دستگاه خود را مطالعه کرده و مطابق با آن‌ها عمل کنید.
• جلوگیری از استفاده در محیط‌های نامناسب: دستگاه نباید در محیط‌هایی با رطوبت بالا، دماهای بسیار بالا یا پایین یا در معرض مواد شیمیایی خورنده قرار گیرد.

بررسی برترین برندها و مدل‌های بازار

برندها و مدل‌های بسیار زیادی از ph مترها در بازار وجود دارد. محصولات هر برندی ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد و هر کدام حداکثر تلاش خود را برای جلب رضایت و توجه مشتری انجام می‌دهند. در اینجا به معرفی برخی از برندهای معروف ph مترها می‌پردازیم.

• LAMOTTE: این شرکت فعالیت خود را از سال 1919 شروع کرده است و در زمینه‌ی تولید تجهیزات آزمایشگاهی برای تجزیه‌وتحلیل کیفیت آب فعالیت دارد. این برند معتبر، محصولات متنوعی همچون دستگاه pH متر و کلر سنج نیز تولید می‌کند.
• EXTECH: این شرکت یکی از بهترین تولیدکننده ph مترهای ضدآب با الکترود سطحی می‌باشد که چیپ هوشمند و ویژگی‌های مختلفی دارد.
• HANNA: هانا با تأکید بر کالیبراسیون و استفاده از بافرهای مناسب، توانسته است به‌خوبی در بازار جهانی شناخته شود. این برند، یکی از شناخته‌شده‌ترین و معروف‌ترین تولیدکنندگان ph متر می‌باشد و استقبال بسیار زیادی از این برند در ایران شده است.
• CRISON: این شرکت اسپانیایی، ابزارها و تجهیزات آزمایشگاهی مختلفی مانند ph متر را تولید می‌کند.
• MILWAUKEE: شرکتی است که دستگاه‌های ph سنج با دقت بالایی را تولید می‌کند. از این دستگاه‌ها برای آبزی‌پروری، کشت برنج و… استفاده می‌شود.
• JENWAY: شرکتی انگلیسی می‌باشد که تجهیزات آزمایشگاهی باکیفیت بالا ازجمله ph متر تولید می‌کند.
• LUTRON: شرکت تولیدکننده‌ی ابزارهای اندازه‌گیری الکترونیکی تایوانی می‌باشد.
• AZ: برندی معروف و تایوانی است و درزمینه تولید ابزارهای اندازه‌گیری فعالیت دارد. این برند در سال‌های اخیر توانسته است در بازار جهانی بسیار محبوب و پرطرفدار شود.
• HUIXIA: این شرکت چینی، در زمینه تولید ابزارهای اندازه‌گیری فعالیت دارد و محصولاتی چون ph مترها، رفراکتومترها، ترمومترها و… را تولید می‌کند.
• ADOWA: شرکت معروف رومانیایی می‌باشد. ph مترهای این برند بسیار معروف است و در ایران از محبوبیت بالایی برخوردار می‌باشد.

راهنمای خرید ph متر

برای خرید ph متر متناسب با نیاز خود، به نکات و موارد زیر توجه کنید.

• انتخاب نوع pH متر بر اساس کاربرد: برای خرید pH متر، اولین نکته‌ای که باید مورد توجه قرار دهید، نوع نیاز شما می‌باشد. مثلاً برای استفاده در آب‌وخاک دستگاه‌های متفاوتی وجود دارند. همچنین باید بر اساس استفاده در صنعت یا در گلخانه، دستگاهی مناسب با نیاز انتخاب کنید.
• دقت دستگاه: با توجه به کاربرد، ممکن است شما به‌دقت بالاتر یا پایین‌تری نیاز داشته باشید. دقت دستگاه معمولاً با ±0.1، ±0.01 یا ±0.001 pH مشخص می‌شود. دقت دستگاه، تأثیر بسیار زیادی بر روی قیمت آن دارد.
• رنج اندازه‌گیری پس اچ متر: هنگام خرید phمتر، توجه کنید که دستگاه انتخابی، رنج ph مورد نیاز شما را پوشش دهد. زیرا بعضی دستگاه‌ها فقط در یک رنج و محدوده خاصی ph را اندازه‌گیری می‌کنند.
• نوع الکترود: توجه داشته باشید بعضی از الکترودها قابلیت تعویض دارند و برخی دیگر ثابت هستند. الکترودهای قابل تعویض ممکن است در مدت‌زمان طولانی‌تر، ارزان‌تر تمام شوند.
• مقاومت در برابر دما و عمق فشار: گاهی نیاز است دستگاه pH متر، در محیطی باشد که شرایط دمایی خاصی دارد و نیز ممکن است دستگاه برای اندازه‌گیری میزان ph استخر در عمق خاصی استفاده شود. بنابراین هنگام خرید مطمئن شوید pH سنج انتخابی شما متناسب نیازتان باشد.

• کالیبراسیون راحت: دقت کنید ph متری را انتخاب کنید که به‌راحتی کالیبره شود و استفاده از آن راحت باشد.

• طول عمر: یکی از مواردی که باعث می‌شود بعضی دستگاه‌ها قیمت پایین‌تری داشته باشند (مثل برخی دستگاه‌های چینی موجود در بازار)، طول عمر آن‌ها می‌باشد. برندهای معتبر pH متر تا سال‌ها به‌خوبی کار می‌کنند. درحالی‌که برندهای ضعیف، بیشتر از 2 سال کار نمی‌کنند.
• گارانتی: یکی از مواردی که طول عمر و کارایی دستگاه را تضمین می‌کند، گارانتی می‌باشد. بنابراین هنگام خرید توجه کنید شرایط گارانتی آن به چه صورت است، آن را مطالعه کنید تا مطمئن شوید گارانتی محصول شامل چه مواردی است.
• بررسی قابلیت‌های اضافی: بعضی ph سنج‌ها قابلیت‌های ویژه‌ای دارند. مانند ذخیره‌سازی داده‌ها، اتصال به کامپیوتر، نمایشگر رنگی یا نور پس‌زمینه. هنگام خرید به این نکات توجه داشته‌باشید.

با توجه به نکات ذکر شده، هنگام خرید ph متر توجه داشته باشید تا محصولی که خریداری می‌کنید، متناسب با نوع نیاز شما باشد.