pH metryaměřiče vodivostiJsou široce používané analytické přístroje ve vědeckém výzkumu, monitorování životního prostředí a průmyslových výrobních procesech. Jejich přesný provoz a metrologické ověřování se silně spoléhají na použité referenční roztoky. Hodnota pH a elektrická vodivost těchto roztoků jsou významně ovlivněny kolísáním teploty. S měnícími se teplotami vykazují oba parametry odlišné reakce, což může ovlivnit přesnost měření. Během metrologického ověřování bylo pozorováno, že nesprávné použití teplotních kompenzátorů v těchto přístrojích vede k podstatným odchylkám ve výsledcích měření. Někteří uživatelé navíc špatně chápou základní principy teplotní kompenzace nebo nerozpoznají rozdíly mezi pH a konduktometry, což vede k nesprávnému použití a nespolehlivým datům. Proto je pro zajištění přesnosti měření nezbytné jasné pochopení principů a rozdílů mezi mechanismy teplotní kompenzace těchto dvou přístrojů.
I. Principy a funkce teplotních kompenzátorů
1. Teplotní kompenzace v pH metrech
Při kalibraci a praktickém použití pH metrů často dochází k nepřesným měřením v důsledku nesprávného použití teplotního kompenzátoru. Primární funkcí teplotního kompenzátoru pH metru je úprava koeficientu odezvy elektrody podle Nernstovy rovnice, což umožňuje přesné stanovení pH roztoku při aktuální teplotě.
Potenciálový rozdíl (v mV) generovaný měřicím elektrodovým systémem zůstává konstantní bez ohledu na teplotu; citlivost odezvy pH – tj. změna napětí na jednotku pH – se však mění s teplotou. Nernstova rovnice definuje tento vztah, což naznačuje, že teoretický sklon odezvy elektrody se zvyšuje s rostoucí teplotou. Když je aktivována teplotní kompenzace, přístroj odpovídajícím způsobem upraví převodní faktor a zajistí, aby zobrazená hodnota pH odpovídala skutečné teplotě roztoku. Bez správné teplotní kompenzace by naměřené pH odráželo kalibrovanou teplotu spíše než teplotu vzorku, což by vedlo k chybám. Teplotní kompenzace tak umožňuje spolehlivé měření pH za různých teplotních podmínek.
2. Teplotní kompenzace v měřičích vodivosti
Elektrická vodivost závisí na stupni ionizace elektrolytů a mobilitě iontů v roztoku, přičemž obojí je závislé na teplotě. S rostoucí teplotou se zvyšuje iontová mobilita, což vede k vyšším hodnotám vodivosti; naopak nižší teploty vodivost snižují. Vzhledem k této silné závislosti nemá přímé srovnání měření vodivosti provedených při různých teplotách smysl bez standardizace.
Aby byla zajištěna srovnatelnost, naměřené hodnoty vodivosti se obvykle vztahují ke standardní teplotě – obvykle 25 °C. Pokud je teplotní kompenzátor vypnutý, přístroj uvádí vodivost při skutečné teplotě roztoku. V takových případech je nutné provést ruční korekci pomocí vhodného teplotního koeficientu (β), aby se výsledek převedl na referenční teplotu. Pokud je však teplotní kompenzátor zapnutý, přístroj tento převod automaticky provede na základě předdefinovaného nebo uživatelem nastavitelného teplotního koeficientu. To umožňuje konzistentní srovnání napříč vzorky a podporuje dodržování průmyslových kontrolních standardů. Vzhledem k důležitosti moderní měřiče vodivosti téměř univerzálně zahrnují funkci teplotní kompenzace a metrologické ověřovací postupy by měly zahrnovat i vyhodnocení této funkce.
II. Provozní aspekty pH a vodivostních měřičů s teplotní kompenzací
1. Pokyny pro používání teplotních kompenzátorů pH metrů
Protože se naměřený signál mV nemění s teplotou, úlohou teplotního kompenzátoru je modifikovat sklon (konverzní koeficient K) odezvy elektrody tak, aby odpovídal aktuální teplotě. Proto je zásadní zajistit, aby teplota pufrovacích roztoků použitých během kalibrace odpovídala teplotě měřeného vzorku, nebo aby byla použita přesná teplotní kompenzace. Pokud tak neučiníte, může to vést k systematickým chybám, zejména při měření vzorků daleko od kalibrační teploty.
2. Pokyny pro použití teplotních kompenzátorů pro měřiče vodivosti
Korekční koeficient teploty (β) hraje klíčovou roli při převodu naměřené vodivosti na referenční teplotu. Různé roztoky vykazují různé hodnoty β – například přírodní vody mají obvykle β přibližně 2,0–2,5 %/°C, zatímco silné kyseliny nebo zásady se mohou výrazně lišit. Přístroje s pevnými korekčními koeficienty (např. 2,0 %/°C) mohou při měření nestandardních roztoků způsobovat chyby. U vysoce přesných aplikací, pokud nelze vestavěný koeficient upravit tak, aby odpovídal skutečnému β roztoku, se doporučuje funkci teplotní kompenzace deaktivovat. Místo toho změřte teplotu roztoku přesně a proveďte korekci ručně, nebo udržujte vzorek během měření přesně na 25 °C, abyste eliminovali potřebu kompenzace.
III. Rychlé diagnostické metody pro identifikaci poruch teplotních kompenzátorů
1. Metoda rychlé kontroly teplotních kompenzátorů pH metru
Nejprve kalibrujte pH metr pomocí dvou standardních pufrovacích roztoků pro stanovení správné směrnice. Poté změřte třetí certifikovaný standardní roztok za kompenzovaných podmínek (s povolenou teplotní kompenzací). Porovnejte získanou hodnotu s očekávanou hodnotou pH při skutečné teplotě roztoku, jak je uvedeno v „Předpisu pro ověřování pH metrů“. Pokud odchylka překročí maximální přípustnou chybu pro třídu přesnosti přístroje, může být teplotní kompenzátor vadný a vyžaduje odbornou kontrolu.
2. Metoda rychlé kontroly teplotních kompenzátorů vodivostních měřičů
Změřte vodivost a teplotu stabilního roztoku pomocí konduktometru se zapnutou teplotní kompenzací. Zaznamenejte zobrazenou kompenzovanou hodnotu vodivosti. Následně teplotní kompenzaci deaktivujte a zaznamenejte hrubou vodivost při skutečné teplotě. Pomocí známého teplotního koeficientu roztoku vypočítejte očekávanou vodivost při referenční teplotě (25 °C). Porovnejte vypočítanou hodnotu s kompenzovanou hodnotou přístroje. Významná odchylka naznačuje potenciální chybu v algoritmu teplotní kompenzace nebo senzoru, což vyžaduje další ověření certifikovanou metrologickou laboratoří.
Závěrem lze říci, že funkce teplotní kompenzace v pH metrech a konduktometrech slouží zásadně odlišným účelům. V pH metrech kompenzace upravuje citlivost elektrody tak, aby odrážela teplotní vlivy v reálném čase podle Nernstovy rovnice. V konduktometrech kompenzace normalizuje odečty na referenční teplotu, aby bylo možné porovnání vzorků. Zmatení těchto mechanismů může vést k chybným interpretacím a zhoršení kvality dat. Důkladné pochopení jejich příslušných principů zajišťuje přesná a spolehlivá měření. Výše uvedené diagnostické metody navíc uživatelům umožňují provádět předběžné posouzení výkonu kompenzátoru. Pokud by byly zjištěny jakékoli anomálie, důrazně se doporučuje neprodleně předložit přístroj k formálnímu metrologickému ověření.
Čas zveřejnění: 10. prosince 2025














