宁四分光谱分析及光谱分析仪器的原理与分类

本文由 南京第四分析仪器有限公司 整理汇编

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  [摘要]本文讲述了PH酸度计的定义、原理及各种测量方法；PH酸度计的大致分类。主要是针对目前市场使用较多的PH酸度计、传感器原理进行分析，对PH酸度计分类进行简单介绍。关键词[酸性、碱性、中性、PH酸度计。随着人民生活水平的提高，PH酸度计逐步进入了我们的生活，与我们的生活息息相关，广泛应用在环保、食品、化工、医药、农业、水产养殖等领域。PH酸度计的定义、原理与测量方法什么是PH？PH是拉丁文“Pondushydrogenii”一词的缩写（Pondus=压强、压力hydrogenium=氢），用来量度物质中氢离子的活性。这一活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。水在化学上是中性的，但不是没有离子，即使化学纯水也有微量被离解：严格地讲，只有在与水分子水合作以前，氢核不是以自由态存在。H2O+H2O=+OHˉ由于水全氢离子（H3O）的浓度事与氢离子（H）浓度等同看待，上式可以简化成下述常用的形式：H2O=+OHˉ此处正的氢离子人们在化学中表示为“离子”或“氢核”。水合氢核表示为“水合氢离子”。负的氢氧根离子称为“氢氧化物离子”。利用质量作用定律，对于纯水的离解可以找到一平衡常数加以表示：由于水只有极少量被离解，因此水的克分子浓度实际为一常数，并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。KW=K×H2OKW=H3O+ＯＨ－=10－710－7=10mol/l（25℃）也就是说，对于一升纯水在25℃时存在10－7摩尔离子和10－7摩尔OHˉ离子。在中性溶液中，氢离子和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10－7mol/l。如：假如有过量的氢离子，则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子游离的物质。同样，如果氢离子并使OHˉ离子游离，那末溶液就是碱性的。所以，给出值就足以表示溶液的特性，呈酸性碱性，为了免于用此克分子浓度负冥指数进行运算，生物学家泽伦森（Soernsen）在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替，并定义为“pH值”。数学上定义pH值为氢离子浓度的常用对数负值。即时因此，PH值是离子浓度以10为底的对数的负数：　　　酸中性碱←　　　　　→PH值改变50的水的pH值，从pH2到pH3需要500l漂白剂。然而，从pH6到pH7只需要50l的漂白剂。测量PH值的方法很多，主要有化学分析法、试纸法、电位法。现主要介绍电位法测得PH值。电位分析法所用的电极被称为原电池。原电池是一个系统，它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势（EMF）。此电动势（EMF）由二个半电池构成。其中一个半电池称作测量电极，它的电位与特定的离子活度有关如；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般是测量溶液相通，并且与测量仪表相连。例如，一支电极由一根插在含有银离子的盐溶液中的一根银导线制成，在导线和溶液的界面处，由于金属和盐溶液二种物相中银离子的不同活度，便形成离子的充电过程，并形成一定的电位差。失去电子的银离子进溶液。当没有施加外电流进行反充电，也就是说没有电流的话，这一过程Z终会达到一个平衡。在这种平衡状态下存在的电压被称为半电池电位或电极电位。这种（如上所述）由金属和含有此金属离子的溶液组成的电极被称为**类电极。此电位的测量是相对一个电位与盐溶液的成分无关的参比电极进行的。这种具有独立电位的参比电极也被称为第二电极。对于此类电极，金属导线都是覆盖一层此种金属的微溶性盐（如：Ag/AgCL），并且插入含有此种金属盐限离子的电解质溶液中。此时半电池电位或电极电位的大小取决于此种阴离子的活度。此二种电极之间的电压遵循能斯特（NERNST）公式：E=E0+RT1naMenF式中：E电位E0电极的标准电压R气体常数（8.31439焦耳/摩尔和℃）T开氏温度（例：20℃=273+293开尔文）F法拉弟常数（96493库化/当量）n被测离子的化合价（银=1，氢=1）aMe离子的活度标准氢电极是所有电位测量的参比点。标准氢电极是一根铂丝，用电解的方法镀（涂覆）上氯化铂，并且在四周充入氢气（固定压力为1013hpa）构成的。将此电极浸入在25℃时离子含量为1mol/l溶液中，便形成电化学中所有电位测量所参照的半电池电位或电极电位。其中氢电极做为参比电极在实践中很难实现，于是使用第二类电极做为参比电极。其中Z常用的便是银/氯化银电极。该电极通过溶解的AgCl对于氯离子浓度的变化起反应。此参比电极的电极电位通过饱和的kcl贮池（如：3mol/lkcl）来实现恒定。液体或凝胶形式的电解质溶液通过隔膜与被测溶液相连通。利用上述的电极组合银电极和Ag/AgCl参比电极可以测量胶片冲洗液中的银离子含量。也可以将银电极换成铂或金电极进行氧化还原电位的测量。例如：某种金属离子的氧化阶段。Z常用的PH指示电极是玻璃电极。它是一支端部吹成泡状的对于pH敏感的玻璃膜的玻璃管。管内充填有含饱和AgCl的3mol/lkcl缓冲溶液，pH值为7。存在于玻璃膜二面的反映PH值的电位差用Ag/AgCl传导系统，如第二电极，导出。PH复合电极如图（一）此电位差遵循能斯特公式：E=E0+RT1naH3O+nFE=59.16mv/25℃perpH式中R和F为常数，n为化合价，每种离子都有其固定的值。对于氢离子来讲，n=1。温度“T”做为变量，在能斯特公式中起很大作用。随着温度的上升，电位值将随之增大。对于每1℃的温度变大，将引起电位0.2mv/perpH变化。用pH值来表示，则每1℃第1pH变化0.0033pH值。这也就是说：对于20~30℃之间和7pH左右的测量来讲，不需要对温度变化进行补偿；而对于温度＞30℃或＜20℃和pH值＞8pH或6pH的应用场合则必须对温度变化进行补偿。图1：pH值一电位一离子浓度之间的关系01234567891011121314OH离子14131211109876543210H离子01234567891011121314pH`+414.4••••　••••••+.59.20-59.2••••••••••••　••••　-414.4mv/25℃从以上我们对PH测量的原理进行了分析而得知我们只要用一台毫伏计即可把PH值显示出来PH酸度计的分类人们根据生产与生活的需要，科学地研究生产了许多型号的酸度计：按测量精度上可分0.2级、0.1级、0.01级或更高精度按仪器体积上分有笔式（迷你型）、便携式、台式还有在线连续监控测量的在线式。根据使用的要求：笔式（迷你型）与便携式PH酸度计一般是检测人员带到现场检测使用。[详细]

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  测厚仪（thicknessTester）定义：测厚仪（thicknessgauge）是用来测量材料及物体厚度的仪表。在工业生产中常用来连续或抽样测量产品的厚度（如钢板、钢带、薄膜、纸张、金属箔片等材料）。这类仪表中有利用α射线、β射线、γ射线穿透特性的放射性厚度计；有利用超声波频率变化的超声波厚度计；有利用涡流原理的电涡流厚度计；还有利用机械接触式测量原理的测厚仪等。设备用途：测厚仪（thicknessgauge）是用来测量材料及物体厚度的仪表。在工业生产中常用来连续或抽样测量产品的厚度（如钢板、钢带、薄膜、纸张、金属箔片等材料）。原理分类：1、接触式测厚仪　　接触面积大小划分：　点接触式测厚仪　面接触时测厚仪　2、非接触式测厚仪　　非接触式测厚仪根据其测试原理不同，又可分为以下几种：　　激光测厚仪　　超声波测厚仪　　X射线测厚仪　白光干涉测厚仪　电解式测厚仪测厚仪的应用：激光测厚仪是利用激光的反射原理，根据光切法测量和观察机械制造中零件加工表面的微观几何形状来测量产品的厚度，是一种非接触式的动态测量仪器。它可直接输出数字信号与工业计算机相连接，并迅速处理数据并输出偏差值到各种工业设备。X射线测厚仪利用X射线穿透被测材料时，X射线的强度的变化与材料的厚度相关的特性，从而测定材料的厚度，是一种非接触式的动态计量仪器。它以PLC和工业计算机为核心，采集计算数据并输出目标偏差值给轧机厚度控制系统，达到要求的轧制厚度。主要应用行业：有色金属的板带箔加工、冶金行业的板带加工.（适用生产铝板、铜板、钢板等冶金材料为产品的企业，可以与轧机配套，应用于热轧、铸轧、冷轧、箔轧。其中，x射线测厚仪还可以用于冷轧、箔轧和部分热轧的轧机生产过程中对板材厚度进行自动控制）。纸张测厚仪：适用于4mm以下的各种薄膜、纸张、纸板以及其他片状材料厚度的测量。（纸张薄膜测厚仪采用机械接触式测量方式，严格符合标准要求，有效保证了测试的规范性和准确性。专业适用于量程范围内的塑料薄膜、薄片、隔膜、纸张、箔片、硅片等各种材料的厚度极ng确测量）薄膜测厚仪：用于测定薄膜、薄片等材料的厚度，测量范围宽、测量精度高，具有数据输出、任意位置置零、公英制转换、自动断电等特点。涂层测厚仪：用于测量铁及非铁金属基体上涂层的厚度.超声波测厚仪：超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过极ng确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。（　凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量，如金属类、塑料类、陶瓷类、玻璃类。可以对各种板材和加工零件作极ng确测量，另一重要方面是可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度。广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域。）1、塑料上的铜、铬层：建议用库仑法测厚仪（会破坏镀层）或X射线测厚仪（无损测量），如铜层在10m~200m可考虑电涡流法测厚仪（无损测量）。2、金属件上镀锌层：如在钢铁基体上应使用经济的磁感应法测厚仪（无损测量）。其它金属基体用库仑法测厚仪（会破坏镀层）或X射线测厚仪（无损测量）。3、铁基体上的电泳漆，油漆应使用经济的磁感应法测厚仪（无损测量）。其它金属基体上的电泳漆，油漆应使用经济的电涡流法测厚仪（无损测量）。4、干膜是指己固化了的油漆涂层。5、镀铬层参考2项、1项。6、车内外饰件喷漆只有用切锲法（PIG，会破坏涂层），超声波法（无损测量）可测10微米以上涂层，但有时测不到。7、价格：磁感应法、电涡流法0.6~3万；库仑法0.8~6万；超声波法5.5~6万；X射线测厚仪25~40万。更多需求请点击：www.huahengyiqi.com[详细]

  2018-10-13 10:00

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