Интеллектуальные потенциометрические сенсоры

Электронный измерительный блок можно сделать "интеллектуальным", введя в его состав микропроцессор. С помощью соответствующего микропрограммного обеспечения функции потенциометрического электрохимического сенсора в таком случае удается значительно расширить. Он может взять на себя, например,

• обработку данных при калибровке (градуировке) ионоселективных электродов,
• построение калибровочных кривых или графиков,
• запоминание полученной калибровочной информации,
• автоматический расчет по данным измерения разности потенциалов концентраций ионов с учетом фактической температуры исследуемого раствора, с учетом его разбавления применяемыми корректирующими добавками и других побочных данных,
• фиксацию даты и времени измерения,
• накопление и форматирование данных, выдачу их в любых указанных пользователем единицах не только на свой цифровой дисплей, но и во внешний компьютер или в сеть связи.

Микропроцессор может выполнять всю вспомогательную рутинную расчетную работу, которую при пользовании простыми сенсорами должен выполнять специалист – химик-аналитик.

Интеллектуальный потенциометрический сенсор может работать не с одним, а со многими разными ионоселективными электродами как поочередно, так и одновременно – в зависимости от количества входов, на которое он рассчитан. Тогда, например, в исследуемом растворе, опустив в него десятки ионоселективных электродов, можно определить содержимое одновременно десятков разных видов ионов, интересующих пользователя.

Один из таких интеллектуальных потенциометрических сенсоров – -метр - измеритель ионов "ЭКОТЕСТ-120", выпускаемый российским научно-производственным объединением "Эконикс", – показан на рис. 15.3.

Его размеры 200x105x60 мм, масса 0,5 кг. Он предназначен для измерения показателей активности ( ) либо массовой (или молярной) концентрации ионов, окислительно-восстановительного потенциала ( ), температуры ( ) в воде и в водных средах. Он пригоден также для использования в роли высокоомного вольтметра при измерениях химического потребления кислорода, при потенциометрическом титровании и при других потенциометрических измерениях по соответствующим методикам количественного химического анализа.

Сенсор рассчитан на использование в химико-технологических, агрохимических, экологических лабораториях промышленных и сельскохозяйственных предприятий, органов контроля, инспекции и надзора, в научно-исследовательских учреждениях – как в лабораторных, так и в промышленных и полевых условиях.

Рис. 15.3. Внешний вид электронного блока рН-метра

В памяти сенсора хранятся константы на 29 видов ионов , их названия, молярная масса, заряд. Имеется резерв памяти и для других видов ионов – по выбору пользователя. В памяти сохраняются также все данные последней калибровки электродов и данные, необходимые для автоматической термокомпенсации результатов измерений. Сенсор имеет интерфейс RS-232C для выдачи накопленных результатов измерений в сеть и для приема данных от персонального компьютера.

В комплект сенсора входят как стандартные электроды ( , редоксметрический, хлорид-серебряный), так и набор ионоселективных электродов, термопара Pt -1000, все необходимые соединительные кабели. Прилагаются также от одного до трех коммутаторов на 8 выходов каждый, которые позволяют использовать сенсор и как многоканальный измеритель – до 24 каналов одновременно.

Изучение научно-технической литературы показывает, что выпускаемые промышленностью ионоселективные электроды и электрохимические интеллектуальные сенсоры на их основе вполне соответствуют требованиям к экспресс-анализам, обеспечивают нужные скорость, точность, низкую стоимость, простоту использования. Они широко применяются в химической промышленности, в промышленной гальванике для контроля за составом электролитов; в высокотехнологических производствах и в системах водоснабжения; для контроля за качеством питьевой воды в экологии и санитарии; для контроля за стоками предприятий и военных полигонов и т.д. Ионоселективные электроды могут широко применяться также для контроля качества напитков, молока и молочных продуктов, соков, масел.