FAQ - Häufige Fragen

Hohe Konzentration von Wasserstoffionen im Wasser bedeutet saures Wasser, geringe bedeutet alkalisches Wasser. Bei einer Konzentration von 10^-7 = pH 7 ist die Reaktion neutral.
pH-Werte unter pH 7 kennzeichnen sauere, pH-Werte über pH 7 alkalische Flüssigkeiten. Bedingt durch die logarithmische Maßeinheit, bedeutet jede ganze Zahl auf der pH-Skala eine Verzehnfachung des Säuregrades (Grad der Alkalität). Die pH-Messung wird heute in weiten Teilen der Industrie, Medizin, Pharmazie und Forschung eingesetzt.

Eine Messsonde aus Glas wird in die zu untersuchende Lösung eingetaucht. Die Sonde ist über ein Kabel mit einem akkubetriebenen Messgerät verbunden. Die von der Sonde erzeugte elektrische Spannung ist vom pH-Wert abhängig. Ein hochempfindlicher Messverstärker verarbeitet dieses Messsignal und führt es der Digitalanzeige zu. Anhand von zwei genau eingestellten Eichlösungen (Pufferlösungen) kann die Genauigkeit des Gerätes jederzeit überprüft werden.

Die Zeit die ein pH-Sensor benötigt, um einen stabilen Messwert zu liefern, reicht von wenigen Sekunden bis zu mehreren Minuten. Sie ist abhängig von Konstruktion und Alter des Sensors, sowie der Konsistenz und der Temperatur der Messlösung.

Die Benennungen Elektrode, Messkette oder Einstabmesskette werden oft synonym verwendet.
Meistens sind Einstabmessketten gemeint, d. h. eine Elektrode kombiniert mit Referenz- bzw. Bezugselektrode, wobei mit Referenz- oder Bezugselektrode auch wieder das Bezugssystem gemeint ist.
Wir verwenden durchgängig den Term Sensor.

Messketten zur Messung elektrochemischer Potentiale bestehen immer aus einer Messelektrode und einer Bezugselektrode. Die Messelektrode gibt die Spannung im Verhältnis zur Konzentration ab. Die Spannung der Bezugselektrode ist hingegen konstant und wird von dem Medium nicht beeinflußt.
Einstabmessketten bilden eine Baueinheit von Glas- und Bezugselektrode. Dabei umgibt die Bezugselektrode die Glaselektrode konzentrisch.

Bezugselektrodensystem:

Bezugselektrodensysteme werden vorwiegend mit einem Silber/Silberchlorid - Bezugssystem ausgerüstet. Bezugssysteme mit flüssigem Elektrolyt sollten immer genügend Flüssigkeit enthalten, ggfs. werden sie mit 3 mol Kaliumchlorid - Lösung nachgefüllt. Bei der Messung sollte die Einfüllöffnung zwecks Druckausgleich freigelegt sein. Die Flüssigkeitssäule im Inneren der Elektrode sollte dabei die Oberfläche der Messlösung um einige Zentimeter überragen, um einen hydrostatischen Überdruck zu erzeugen, der einen ständigen Fluß von KCl - Lösung durch das Diaphragma nach außen in die Messlösung gewährleistet. Dadurch findet eine ständige Selbstreinigung des Diaphragmas statt, außerdem wird verhindert, daß mögliche Elektrodengifte ins Innere der Elektrode diffundieren und das Ableitsystem unbrauchbar machen. Bei Bezugselektroden mit geliertem Bezugselektrolyt ist ein Nachfüllen nicht möglich.

Diaphragmen:

Bezugselektroden stehen über ein Diaphragma mit der Messlösung in Verbindung. Dieses Diaphragma ist porös und flüssigkeitsdurchlässig und besteht in der Regel aus gesintertem Keramik.

Kommt es zu offenbar fehlerhaften Messungen, kommen diverse Ursachen in Frage.

• Referenz in stehendem Medium, aktuelle Messung in fließendem Medium.
  Ist die Referenzmessung im stehenden Medium vorgenommen worden, die aktuelle Messung erfolgt aber im fließendem Medium, so können die unterschiedlichen Messungen durch die Vermischung erklärt werden.
  Im stehenden Medium erfolgt eine Schichtenbildung im Medium, die pH-Werte ändern sich je nach Schicht.
  Im fließenden Medium erfolgt eine Durchmischung des Mediums, der pH-Wert ändert sich.
• Falsche Konfiguration des Anzeigegerätes.
  Ggf. liegt eine inkorrekte Konfiguration vor, z.B. die Temperaturkompensation ist nicht aktiviert.

Ja.
Das ist dann möglich, wenn der pH-Wert eines Mediums mit konstanter Temperatur gemessen wird. In diesem Fall ist aber auf jeden Fall ein Festwiderstand an die Klemmen 5 und 6 anzuschließen.
Verwenden Sie abhängig von der Temperatur des Mediums folgende Widerstandswerte:

Falls die Temperatur stark schwankt, sollten Sie einen Pt100-Sensor an die Klemmen 5 + 6 anschließen.

Ja
Allerdings nur bis zu einer Temperatur von <60°C.

Ja.

Im optimalen Fall sollte die pH-Messstrecke, bestehend aus Sensor, Kabel und Stecker sowie Auswerteeinheit, einmal wöchentlich mit einer pH-Pufferlösung überprüft und ggf. nachjustiert werden.
Besonders einfach, weil den Ausbau sehr vereinfachend, lässt sich das mit der Schiebe-Wechselarmatur bewerkstelligen!

Es sollte in jedem Fall eine Glaselektrode (z.B. pH 110 TE) verwendet werden.
Die dem Handmeßgerät PM 2000 beiliegende pH-62 Kunststoffelektrode ist nicht geeignet.
Leitfähigkeit und Redoxmessungen können in entionisiertem Wasser ebenfalls problemlos durchgeführt werden.

Um eine möglichst lange Lagerzeit zu gewährleisten, sollte die Verschlusskappe, welche auf die Spitze der Elektrode aufgesetzt wird, mit einer Kcl-Lösung gefüllt sein; unter keinen Umständen sollte Wasser verwendet werden.

Die pH- und Redoxsensoren müssen ausschließlich feucht gelagert werden. Dazu ist auf originalverpackte Sensoren eine Schutzkappe mit einer 3-molaren KCI-Lösung aufgesetzt. KCI-Lösung können Sie bei uns beziehen.

pH- und Redoxsensoren sind nur begrenzt lagerfähig, weshalb eine Bevorratung von länger als 3 Monaten(!) nicht empfohlen wird. Bitte lagern Sie die Sensoren immer aufrecht, nicht liegend; auf der Umverpackung sind entsprechende Pfeile aufgedruckt.

0mV bei pH7, Werte darunter / darüber mit einer Steilheit von 57mV/pH. Bei pH9 sollte dann ein Wert von -116mV zu messen sein (bzw. Messwert bei pH7 - 116mV).

2 mögliche Ursachen:

• Elektrode ist verbraucht und muss getauscht werden. Ab einer Einsatzdauer von 6 Monaten möglich, sicher aber nach Betriebsdauer von 12 Monaten und mehr.
• Elektrode ist einfach nur stärker verschmutzt. Elektroden-Spitze mit klarem Wasser reinigen. Zur Reinigung bei Kalkablagerungen kann verdünnte Salzsäure (10%) verwendet werden.

Mögliche Ursachen:

• Sensor ist defekt, z.B. Glasbruch.
• Kabel ist defekt, nicht mehr hochohmig.
• Gerät ist defekt.

Wenn Sie ein SMART pH verwenden, dann schalten Sie in der Konfigurationsebene 1 den Eingang auf mV-Messung um. So kann man sehen, welche Spannung die pH-Elektrode in unterschiedlichen Pufferlösungen über das Kabel bis an den Messeingang liefert. Bei Puffer pH7 sind 0mV ideal, <50mV noch in Ordnung. Bei Puffer pH9 sind ([Meßwert von Puffer pH7] - 116mV) ideal, ([Meßwert von Puffer pH7] -100mV noch in Ordnung.
Setzen Sie den Redox-Offset zurück auf Null. Hiefür einen Kurzschluß (Drahtbrücke) direkt am SMART-Elektrodenanschluß machen, dabei das Elektrodenkabel am SMART entfernen. Während der Eingang kurzgeschlossen ist, die Redox-Kalibrierung starten, dort 0000mV vorgeben. Dann die Drahtbrücke entfernen, Kabel und Elektrode anschließen und folgenden Tests durchführen:

• Sensor in Pufferlösung pH7 tauchen und mV-Wert ablesen. Sensor spülen und in pH9 tauchen. Es sollten 0mV bzw. -166mV angezeigt werden. Falls ja: alles ok. Falls nein, weiter mit Test 2.
• Sensor vom Kabel trennen und mit kleiner Drahtbrücke am Kabel einen Kurzschluß zwischen Innenleiter und Schirm herstellen. Das SMART muss nun 0mV anzeigen, (+/-5mV) noch in Ordnung. Falls ja: Elektrode ist defekt. Falls nein: weiter mit Test 3.
• Kabel vom Gerät trennen. Mit Drahtbrücke Kurzschluss am Messeingang. Gerät muss 0mV anziegen, (+/-5mV) noch in Ordnung. Falls ja: Kabel ist defekt. Falls nein: Gerät ist defekt.

Für die pH-Messung der Erde, etwa 100 cm³ Erde mit 100 cm³ dest. Wasser gut vermischen.pH-Einstabmesskette eintauchen und etwas bewegen. Sie können den pH-Wert ablesen, wenn sich die Anzeige nicht mehr ändert. Reinigen Sie die pH-Einstabmesskette nach dem Messen nur durch Abspülen mit Leitungswasser und schütteln Sie das noch anhaftende Wasser ab. Nach Gebrauch bitte die mit KCl - Lösung gefüllte Wässerungskappe wieder über die Messkettenspitze stülpen. KCl - Lösung öfters erneuern.

Bei den Steckverbindungen ist darauf zu achten, daß diese absolut sauber und trocken gehalten werden, da anderenfalls Kriechströme auftreten können, die das Messsignal reduzieren, bzw. ganz zusammenbrechen lassen.

Bei der Abisolierung des Koaxialkabels muss die schwarze, halbleitende Kunststoffschicht vollständig entfernt werden. Die Isolierung zwischen Innenleiter und Abschirmung darf nicht mit den Fingern berührt werden. Weitere Infos und ein Beispiel hier...

Ein übliches 50 Ohm Coax-Kabel ist für Hochfrequenzanwendungen gebaut. Bei der pH-Messung handelt es sich um ein Gleichspannungssignal, sehr hochohmig. Der angegebene Wellenwiderstand von 50 Ohm ist daher für die pH-Messung irrelevant. Der Kabelaufbau und das Mateial eines 50 Ohm-Kabels sind für die pH-Messung nicht geeignet. Mit der Kabellänge steigt das Risiko von Schwierigkeiten. Es sollte in spezielles pH-Kabel verwendet werden, das zwischen Innenleiter und Schirm über dem Mantel des Innenleiters eine weitere isolierende Schicht hat.

Bei Verwendung eines geeigneten Coax-Kabels sind Kabellängen von 50m und mehr möglich.

Bei der Verlegung sollte darauf geachtet werden, dass keine Starkstromleitungen parallel liegen oder kreuzen.

Nein. Die Sensoren müssen vertikal bis max. +25° eingebaut werden.

Allerdings können wir für den horizontalen Einbau Spezialsonden anbieten. Fragen Sie diese bei uns an.>

Sie benötigen 2 pH-Pufferlösungen, pH7 und pH4.

Im folgenden Bsp. verwenden wir einen Messwandler mit Ausgang 0-10V; die Ergebnisse für Messwandler mit Ausgang 0-5V, 0-20mA oder 4-20mA sind jeweils in Klammern angegeben.

1. Spülen Sie die pH-Elektrode gründlich ab.
2. Tauchen Sie die Elektrode in die Pufferlösung pH7.
3. Stellen Sie mit der Einstellschraube "Nullpunktverschiebung" den Nullpunkt so ein, dass am Ausgang 5V (2,5V / 10mA / 12mA) anliegen.
4. Spülen Sie die pH-Elektrode wieder gründlich ab.
5. Tauchen Sie die Elektrode in die zweite Pufferlösung, pH4.
6. Stellen Sie mit der Einstellschraube "Steilheit" die gewünschte Steilheit ein. Liegen dann am Ausgang 2V (1V / 4mA / 7,2mA) an, dann liegt eine Steilheit von 1V/pH (0,5V/pH / 2mA/pH / 1,6mA/pH) vor.
7. Die Ausgangsspannung / den Ausgangsstroms bei pH 4 / pH 9 können Sie dieser Exceldatei entnehmen. Sie haben auch die Möglichkeit, den Messbereich zu ändern.

Ein pH-Sensor wird am SMART 96-2 pH betrieben und wird mit 2 Pufferlösungen pH4 und pH7 kalibriert. Nach der Kalibrierung wird als Verifizierung der pH-Sensor in beide Pufferlösungen getaucht und die Messwerte abgelesen. pH7 wird korrekt angezeigt, in der pH4-Lösung wird jedoch 3,7 angezeigt.

Vermutlich liegt das an der Konfiguration des SMART, nicht am Sensor. Im SMART gibt es die beiden Einstellungen "Temperatur pH-Kalibrierung" und "Temperatur pH-Messung". Hier sind vermutlich unterschiedliche Temperaturen eingestellt. Wenn das Gerät dann aus dem Kalibriermodus in den Messmodus wechselt, wird eine Temperaturkompensation vorgenommen. Das erklärt, warum der Nullpunkt (also pH7) korrekt gemessen wird, der pH4 Wert aber korrigiert wird.

Zur ausgangsseitigen Fehlersuche empfiehlt es sich, den Messwandler erst einmal von der SPS abzuklemmen.

Versorgen Sie den Messwandler über die PINs 1 und 3 mit Spannung versorgen. Dann den Strommesser an die PINs 2 und 3 halten und den Strom ablesen.