كيف تطورت مجسات استشعار الرقم الهيدروجيني؟
مستشعر الرقم الهيدروجيني للمياه هو جهاز استشعار يستخدم للكشف عن قيمة الرقم الهيدروجيني للمياه. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في قياس نسبة أيونات الهيدروجين (H+) وأيونات الهيدروكسيل (OH-) في جزيئات الماء لتحديد حموضة أو قلوية الماء. الرقم الهيدروجيني هو نسبة تركيز أيونات الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيل في جزيء الماء، ويتم التعبير عنه عادة برقم الرقم الهيدروجيني الذي يتراوح من 0 إلى 14، حيث يشير الرقم الهيدروجيني المنخفض إلى الحموضة، ويشير الرقم الهيدروجيني الأعلى إلى قلوية.
يعود تاريخ تطوير أجهزة استشعار الأس الهيدروجيني إلى ستينيات القرن العشرين. في ذلك الوقت، وبسبب تلوث نوعية المياه والحاجة إلى مراقبة نوعية المياه، بدأت دراسة أجهزة استشعار الرقم الهيدروجيني. أجهزة الاستشعار الكيميائية للأس الهيدروجيني هي في الأساس مجموعة متنوعة من الأقطاب الكهربائية الزجاجية، وأقطاب أكسيد المعادن المعدنية، والأقطاب الكهربائية الانتقائية للأيونات وأقطاب الأمونيا كينون (الكينون).
مع التطور المستمر للعلوم والتكنولوجيا، أصبحت أجهزة استشعار الأس الهيدروجيني التقليدية في مختلف المجالات غير قادرة على تلبية الطلب، وبدأ الناس في تكريس أنفسهم لدراسة الأقطاب الكهربائية غير الزجاجية، واستخدام الأقطاب الكهربائية المعدلة كيميائيًا هو واحد منها، مثل مثل 8-هيدروكسي كينولين-5- مستشعر الأس الهيدروجيني ذو القطب المعدل بحمض السلفونيك، ومستشعر الأس الهيدروجيني فائق الصغر للقطب الكهربائي المعدل بالبوليانيلين، وما إلى ذلك.
لاحقًا، مع التغير في الطلب، تم تطوير مستشعر الأس الهيدروجيني لأكسيد التنغستن، وتم تحضير قطب الأس الهيدروجيني لأكسيد التنغستن بطريقة sol-gel، ومن ثم تم تحضير حساس الأس الهيدروجيني لأكسيد التنغستن من قطب الأس الهيدروجيني لأكسيد التنغستن باستخدام مادة Ag الصلبة. /AgCl القطب المرجعي، الذي لا يتطلب حلاً مرجعيًا باستخدام الحجاب الحاجز الخزفي.
من أجل تقليل حجم مستشعر الأس الهيدروجيني وتحسين أداء مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي، تم تطوير مستشعر الأس الهيدروجيني البصري، والذي يعتمد على التحويل الكهروضوئي ويستفيد من خاصية تغير الأس الهيدروجيني مع الخصائص البصرية للأغشية البروتونية النفاذية.
في عام 2006، تم تطوير نوع جديد من أجهزة استشعار الأس الهيدروجيني المركبة الصلبة بالكامل لتحديد الأس الهيدروجيني بشكل مباشر على السطح وداخل المواد الصلبة وشبه الصلبة والمعاجين، وهو قادر على إجراء قياسات مباشرة وفي الموقع وغير مدمرة.
من أجل تحسين انحراف درجة الحرارة وخصائص الانجراف الزمني لمستشعرات الأس الهيدروجيني، تم تطوير مستشعر الأس الهيدروجيني من نوع أنبوب تأثير المجال الحساس للأيونات (ISFET) باستخدام مادة SOI المرتبطة بالسيليكون كركيزة. لتلبية احتياجات المجالات والتطبيقات المختلفة، قمنا بتطوير مستشعرات الأس الهيدروجيني بغشاء بلمرة المذيبات، وأجهزة استشعار الأس الهيدروجيني للتطهير المقاومة للحرارة العالية، وأجهزة استشعار RB الجديدة من Rosemount Analytical، وما إلى ذلك.
تستخدم مستشعرات الأس الهيدروجيني الرقمية من Yushan أقطاب كهربائية صناعية طويلة العمر لضمان الدقة والاستقرار العاليين. يسمح مستشعر درجة الحرارة المدمج بالتعويض التلقائي لدرجة الحرارة. تعد مستشعرات الأس الهيدروجيني الرقمية من Yushan بمستوى حماية IP68 وغطاء مقاوم للتآكل مناسبة لمجموعة متنوعة من بيئات العمل القاسية: المياه السطحية التقليدية، والمياه ذات الرائحة السوداء، والمياه منخفضة التوصيل، وتربية الأحياء المائية في مياه البحر، وما إلى ذلك.
