4線式pH計/ORP計 PH450G

PH450Gは、大型・高分解能のグラフィック画面とタッチパネル操作でさまざまな情報を見ることができます。また、簡単でわかり易い日本語対応の画面から、アプリケーションに最適な設定を行うことができるなど、ヒューマンマシンインタフェース(HMI)に優れています。

PH450Gは校正標準テーブルを内蔵し、温度補償機能、安定性チェック機能を備え、高精度なpH測定を実現しています。pH測定の他にも、温度や酸化還元電位(ORP)の測定もできます。
検出器の診断機能としてpH電極と比較電極の両方のインピーダンスをモニタリングし、高い信頼性と繰返し性を確保しています。さらに、洗浄機能を装備し、連動した応答チェック機能により、最小限の保守で正確な測定を実現しています。
PH450Gは、一般用のみならず純水用としても使用できます。

特長

  • 見やすい大画面、高解像度でシンプルなタッチスクリーンメニュー構造
  • 6ヶ国語対応の対話型操作画面 (日本語、英語、フランス語、ドイツ語、イタリア語、スペイン語)
  • トレンドグラフ表示(最大2週間分)
  • 校正データ、設定変更、警報などを記録するログブックメモリ機能
  • プロセス温度補償
  • 校正用標準液設定可
  • pH校正用標準液テーブル(3種類)内蔵
  • 電流出力2点、SPDTリレー接点(表示インジケータ付)4点
  • 防水構造(IP66/NEMA 4X)、屋外設置可、パネル取付け可
  • HART通信対応
  • 計量法検定付きも指定可

 

測定原理

  • ガラス電極法

 

アプリケーション

  • 各種pH測定/管理/制御装置の組み込み用に
  • 各種排水設備、水処理設備に
  • 純水および超純水のpH測定に

標準仕様

測定範囲 pH:    -2~16 pH
ORP:    -1500~1500 mV
rH:    0~100 rH(注)
(注)rHとは、pHとORPから算出される値です。
pH入力 ≦0.01pH
ORP入力 ≦1mV
温度 0.3°C以下(Pt100は0.4°C以下)
ステップ応答 90%(pH7~pH4)で<4秒未満
概要:

概要

メッキ工場などから出るクロム系廃液には、クロム酸塩または重クロム酸塩などの有毒な6価クロムが含まれています。排水に当たってはこれらを還元処理しますが、還元反応における酸化還元電位 (ORP) や反応が完結するまでに要する時間は pH 値の影響を大きく受けます。したがって、ORP 計と pH 計とを使用して、還元処理の適正化(還元剤の注入量など)が図られます。
測定システムとして 2 線式と 4 線式のいずれも適合します。クロム系廃液の場合は、ORP 検出器の指示極には金電極を用います。

 

お客様の期待

  • クロム系廃液の pH/ORP を連続で測定したい
  • ランニングコストを削減したい
  • 設備更新のイニシャルコストはミニマムに抑えたい

 

プロセス概略

クロム酸塩や重クロム酸塩の形で存在している有毒な 6 価クロムの処理は、まず、3価のクロムに還元して、次にこれを水酸化物として沈澱除去する方法で行なわれます。還元剤には、硫酸第一鉄、メタ重亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄などが用いられます。

プロセス概略

 

YOKOGAWA のソリューション

測定システム

2 線式、または 4 線式 pH/ORP 計システム

  • 検出器
    KCl 補給形 ORP 検出器
     OR8EFG-AU- □□ -TT1- □* A
    KCl 補給形 pH 検出器
     PH8EFP- □□ -TN—TT1-N- □* A
  • ホルダ
    潜漬形ホルダ
     PH8HS-PP- □□ -T-NN-NN*A
  • 中継端子箱(必要に応じて使用)
    WTB10-PH5(2 線式システムの場合)
    WTB10-PH3(4 線式システムの場合)
  • 変換器/伝送器
    2 線式伝送器(pH/ORP 共通)
     FLXA21-D-P-S-AA-P1-NN-A-N-LA-J
    4 線式 pH/ORP 変換器
     PH450G-A-J
  • ディストリビュータ(2 線式システムの場合)
    PH201G-A □* B

ユーティリティ

  • FLXA21
    電源:16 ~ 40 V DC(ディストリビュータより)
  • PH450G
    電源:90 ~ 264 V AC,50/60 Hz
    消費電力:約 15 VA
  • PH201G ディストリビュータ
    電源:100V 仕様:20 ~ 130 V DC/80 ~ 138 V AC,47 ~ 63 Hz
       220V 仕様:120 ~ 340 V DC/138 ~ 264 V AC,47 ~ 63 Hz
    消費電力:24 V DC:約 200 mA
         100 V AC:約 7 VA
         220 V AC:約 11 VA

 

 プロセス対応事項

1.ORP 計チェックの基準

チェック液(キンヒドロン溶液/鉄溶液)の酸化還元電位
ORP 検出器が正常かどうかのチェックは、チェック溶液を使用して行います。チェック液には、キンヒドロン溶液と鉄溶液の 2 種類があります。

  • キンヒドロン溶液:酸化還元電位 約 200 ~ 300 mV
  • 鉄溶液:     酸化還元電位 約 420 ~ 520 mV

「 チェック液 」 は、pH 標準液のように常に一定の基準値を示すことはありません。したがって、検出器の良否は測定値が許容範囲内にあるか否かによって判定します。

チェック液の調製(250 ml の場合)

  • キンヒドロン溶液:下記の試薬を純水で溶き、250 mlにします。
    キンヒドロン試薬: P/N K9024EC
  • 鉄溶液:下記の試薬を 2 mol/l 硫酸で溶き、250 ml にします。
    鉄試薬: P/N K9024ED

2.ORP 検出器の指示極には金電極を選択

クロム系廃液の ORP 測定を行なう場合は、指示極に金電極を使用します。

プロセス対応事項

業種:
概要:

紙パルプ工場では多量の水が使用されます。したがって、廃水の処理は、環境保全のうえからも大変重要になっています。
廃水処理において、廃液中の SS 分は凝集沈降槽で凝集剤によって沈澱分離させますが、このとき適正な pH 値を維持する必要があります。この pH のコントロールに使用する pH 計は、電極に廃液中の繊維分やコーティング剤が付着するため頻繁に保守しなければなりませんでした。
「超音波+エアジェット」洗浄器付き潜漬形ホルダ(特注品)による連続洗浄を採用したところ、これまでは1日1回行なっていた人手による保守が、1~2か月に1回に軽減されています。

業種:
概要:

亜鉛製錬においては、高品位の製品が得られることや原料に混入している有価金属を回収できることなどの特長を持つ湿式製錬が、最も多く採用されています。湿式製錬には、原料の亜鉛精鉱を焙焼し、その後、硫酸に溶解して不純物を取り除くプロセス(「浸出」という)があり、ここで浸出液の pH 管理が行なわれます。
浸出液には石膏などが含まれており、電極に付着するスケールが安定な pH 測定を妨げます。したがって、1週間に1回以上の洗浄作業が必要でしたが、空気ジェット洗浄付き pH 計を採用、連続洗浄を行なうことによって、1~2か月に1回まで人手による洗浄作業を減らすことが可能になりました。

概要:

概要

メッキ工場や一部の化学工場から出るシアン系廃液は有毒です。排水に当たっては、シアン濃度が法律で規制されている許容値以下となるよう塩素または塩素化合物を使用した酸化分解反応によって処理されます。
この酸化分解反応は pH 値の影響を大きく受けるので、反応の完結を確認するための ORP 計とともに pH 計が使用されます。分解反応に必要な薬品(塩素など)の過剰消費を防ぐためにも、ORP 計 /pH 計は必要です。
測定システムとして 2 線式と 4 線式のいずれも適合します。シアンが含まれる溶液の場合は、ORP 検出器の指示極には金電極を用います。

 

お客様の期待

  • シアン系廃液の pH/ORP を連続で測定したい
  • ランニングコストを削減したい
  • 設備更新のイニシャルコストはミニマムに抑えたい

 

プロセス概略

シアン化合物の分解反応処理は 2 段に分けて行います。第 1 段の 1 次反応では、高アルカリ性の条件下でシアン化合物を酸化してシアン酸塩の形にします。第 2 段の 2 次反応では、中性に近い条件にしてさらに酸化を進め、無害な炭酸ガスと窒素ガスに変えます。

プロセス概要

 

YOKOGAWA のソリューション

測定システム

2 線式、または 4 線式 ORP 計システム
2 線式、または 4 線式 pH 計システム

  • 検出器
    KCl 補給形 ORP 検出器
     OR8EFG-AU- □□ -TT1- □* A
    KCl 補給形 pH 検出器
     PH8EFP- □□ -TN-TT1-N- □* A
  • ホルダ
    潜漬形ホルダ
     PH8HS-PP- □□ -T-NN-NN*A
  • 中継端子箱(必要に応じて使用)
    WTB10-PH5(2 線式システムの場合)
    WTB10-PH3(4 線式 pH 計および ORP 計システムの場合)
  • 変換器/伝送器
    2 線式伝送器 (pH/ORP 共通)
     FLXA21-D-P-S-AA-P1-NN-A-N-LA-J
    4 線式 pH/ORP 変換器
     PH450G-A-J
  • ディストリビュータ(2 線式システムの場合)
    PH201G-A □* B

ユーティリティ

  • FLXA21
    電源:16 ~ 40 V DC(ディストリビュータより)
  • PH450G
    電源:90 ~ 264 V AC,50/60 Hz
    消費電力:約 15 VA
  • PH201G ディストリビュータ
    電源:100V 仕様:20 ~ 130 V DC/80 ~ 138 V AC,47 ~ 63 Hz
       220V 仕様:120 ~ 340 V DC/138 ~ 264 V AC,47 ~ 63 Hz
    消費電力:24 V DC:約 200 mA
         100 V AC:約 7 VA
         220 V AC:約 11 VA

 

プロセス対応事項

1.塩素によるシアン化物の測定曲線

[pH9 の条件で、金電極(指示極)と 4mol-Ag/AgCl 電極(対極)を用いて測定 ]
Cl2 による CNの酸化反応は、右図のような特性となり、理想的な測定曲線は示されません。
これは、過剰な塩素によって中間生成物である塩化シアンの電位平坦部が 500 ~ 600 mV に押し上げられること、また、同時に CNOへの第 2 段目の酸化反応が始まり、ClOが減少して電位の上昇を止めてしまうことによります。

2.ORP 電極の指示極には金電極を選択

シアン化物の酸化においては、白金電極を使用すると、約 200 mV 以下の電位で電極表面に白金の触媒作用による水素が発生します。そのため、シアン化物の反応に無関係な電位が生じ、測定値に影響します。
したがって、シアン化物の ORP 測定を行なう場合は、指示極に金電極を使用します。

プロセス対応事項
業種:
概要:

概要

製糖工場の炭酸飽充塔で使用する pH 計は、製品の高品質化と歩留まりをよくするために正確な測定値が要求されます。しかしながら、測定対象の温度が高いうえ糖液に添加する石灰や炭酸ガスによって生成する炭酸石灰などがスケールとして検出器部に付着しやすく、これが安定な測定を妨げます。したがって、塩酸による洗浄でスケールを落とすとともに低下した検出器特性の回復を図ることを、短い周期で実施することが必要です。
このようなアプリケーションには、汚れに強い液絡部を有しているキセロライト ®(固体電解質)検出器の使用が最適であり、酸洗浄に対する効果も大きく、寿命も一般用検出器に比べて数倍以上の長さを示します。

 

お客様の期待

  • 製糖工場の炭酸飽充塔の効率を上げたい
  • 汚れの激しい場所で pH を測定したい
  • ランニングコストを削減したい
  • 設備更新のイニシャルコストはミニマムに抑えたい

 

プロセス概略

砂糖の脱色精製は、石灰乳を添加した糖液に炭酸ガスを吹き込み、石灰を炭酸石灰として沈殿させることによって行なわれます。この工程において pH 計は、炭酸飽充槽内での pH 管理に使用されます。
pH 管理は高品質の製品を得るため正確さが要求されます。したがって、長期間にわたり安定な測定値を示す pH 計が望まれますが、一般の pH 検出器を用いた場合には、測定液の温度が高く検出器特性の劣化が早いこと、検出器へのスケール付着が著しいことなどの要因がこれを困難にします。許容範囲内の誤差で運転するには、酸洗浄や校正を頻繁に行なわねばならないうえ短期間での検出器交換も必要となり、運転コストがかさみます。
キセロライト検出器を採用することにより、一般の検出器を用いた場合より大幅に運転コストを低減することができます。

プロセス概略

 

YOKOGAWA のソリューション

フィールドデータ

プロセス条件および電極の状態

測定点(図参照) プロセス条件 検出器の保守と寿命
測定対象のpH 値 測定対象の温度(℃) 酸洗浄周期* 寿命
一般用検出器 キセロライト検出器 一般用検出器 キセロライト検出器
#1 飽充塔 pH10 前後 約 65 8 ~ 10 h 8 ~ 10 h(48 h > ) 約 1 か月 約 6 か月<
#2 飽充塔 pH9 前後 約 79
#3 飽充塔 pH8 前後 約 83

*:0.2pH 以内の誤差が維持される範囲。
(注)酸洗浄には、3 ~ 5% の希塩酸を使用。

測定システム

  • 適合システム
    (1) 4 線式 pH 計システム
    (2) 2 線式 pH 計システム
    (3) 薬液洗浄形 pH 計システム(特注)
  • 構成機器
    キセロライト検出器
     HA405-120/ □□ G/PP(システム 1 の場合)
     HA405-120/ □□ F/PP(システム 2 の場合)
     HA405-120/ □□ /PP(システム 3 の場合)
    潜漬形ホルダ(システム 1,2 の場合 )
     PH8HS-PP- □□ -T-NN-NN * A
    pH 変換器(システム 1 の場合)
     PH450G-A-J
    pH 変換器(システム 3 の場合)
     PH400G-1-JA * B
    pH 伝送器(システム 2 の場合)
     FLXA21-D-P-S-AA-P1-NN-A-N-LA-J
    ディストリビュータ(システム 2 の場合)
     PH201G-A1 * B
    薬液洗浄装置(システム 3 の場合)
    (特注内容:温水洗浄付き)
     ホルダ
      PH8HS3-PP- □□ - □ -YP*C
     操作ユニット
      PH8SM3- □ -TT2- □□ - □□ - □□□ *C/Z

ユーティリティ

  • 電源
    PH450G 用電源
     90 ~ 264V AC,50/60 Hz 消費電力:約 15 VA
    PH400G 用電源
     100 ± 10V AC,50/60 Hz 消費電力:約 8.5 VA
    FLXA21 用電源(PH201G ディストリビュータから給電)
     FLXA21 作動:16 ~ 40V DC(負荷抵抗により異なります)
     FLXA21 電源:100V AC,50/60 Hz
    PH8SM3 用電源(薬液洗浄形の場合)
     100 ± 10V AC,50/60 Hz(± 5%)消費電力:約 60 VA
  • 空気(システム3 の場合)
    圧力:300 ~ 950 kPa
    消費量:約 10 Nl/min
  • 洗浄水(システム3 の場合)
    圧力:200 ~ 300 kPa
    消費量:洗浄時;約 200 ml
  • 洗浄用温水(システム3 の場合)
    圧力:200 ~ 300 kPa
    消費量:洗浄時;約 10 l/min

留意点

  • HA405 キセロライト検出器には、測温体は内蔵していません。通常、測温体内蔵の HA406 は、測温体保護管が腐蝕する恐れがある場合に用います。
業種:
概要:

概要

回分槽では溶存酸素(DO)計や酸化還元電位(ORP)計、MLSS計などの分析計が使用されますが、保守頻度を低減するためには、検出器に付着する汚れに対して対策を講じる必要があります。また、回分槽の水位は大きく変動するので、検出器の設置においても留意しなければなりません。

 

お客様の期待

  • 汚れの多いところでも連続で安定した測定をしたい
  • ランニングコストを削減したい
  • 人手による洗浄をなくしたい
  • 設備更新のイニシャルコストはミニマムに抑えたい

 

プロセス概略

回分式とは、1 つの反応タンク (回分槽)で汚水の受け入れ・曝気・沈澱・排水の一連の工程を繰り返して行なう、間欠的な汚水処理方法です。回分式には、

  • 汚水量に変動があっても安定に処理できる。
  • 沈澱槽が不要なので施設がコンパクトになる。
  • 有機物のほか、窒素・りんも除去できる。

といった特長があります。

プロセス概略

 

フィールドデータ

DO 計の場合の洗浄効果テスト(洗浄無しの場合と水ジェット洗浄を行なった場合の出力信号比較)

留意点

 

YOKOGAWA のソリューション(ホルダ一覧を以下に示します)

DO402 溶存酸素濃度計

回分槽に適合する DO 計用検出器ホルダとして、水ジェット洗浄器付き投げ込み式ホルダ(特注品)、垂直形フロート式ホルダ、投げ込み形ガイドパイプなどが挙げられます。
水ジェット洗浄器付き投げ込み式ホルダおよび垂直形フロート式ホルダは、保守性に優れています。(回分槽に蓋がある場合は、垂直形フロートホルダを用います。)

水ジェット洗浄器付き投げ込み式ホルダ 垂直形フロート式ホルダ 投げ込み形ガイドパイプ
水ジェット洗浄器付き投げ込み式ホルダ 垂直形フロート式ホルダ 投げ込み形ガイドパイプ

構成機器

  • DO 検出器:DO30G-NN-50- □□ -PN
  • ホルダ:(特注品)
  • 変換器:DO402G-1- □ -J
  • 電磁弁:PH8MV-W- □□ 0- □ 0*D

構成機器

  • DO 検出器:DO30G-NN-50- □□ -PN
  • ホルダ:PB360G-PV- □ 5-NN
  • 変換器:DO402G-1- □ -J

構成機器

  • DO 検出器:DO30G-NN-50- □□ -PN
  • ホルダ:PH8HG-PV*A
  • 変換器:DO402G-1- □ -J

PH450G pH/ORP(酸化還元電位)計

回分槽に適合する ORP 計用検出器ホルダとしては、水ジェット洗浄器付き投げ込み式ホルダ(特注品)、潜漬形ホルダなどがあります。潜漬形ホルダを使用する場合は、汚れに強いキセロライト ORP 検出器を組み合わせます。なお、キセロライト ORP 検出器は、超音波洗浄を行なうことはできません。また、ケーブルコネクタ部が非防水構造なので、投げ込み式ホルダは使用できません。

SS400 MLSS 計

回分槽に適する MLSS 計用検出器ホルダには、ジェット洗浄器付き引き上げ形ホルダ、垂直形フロート式ホルダなどがあります

水ジェット洗浄器付き投げ込み式ホルダ 潜漬形ホルダ ジェット洗浄器付き引き上げ形ホルダ
水ジェット洗浄器付き投げ込み式ホルダ 潜漬形ホルダ ジェット洗浄器付き引き上げ形ホルダ

構成機器

  • ORP 検出器:OR8EFG-AU-0 □ -TT1-N*A
  • ホルダ:(特注品)
  • 変換器:PH450G- □ -J
  • 電磁弁:PH8MV-W- □□ 0- □ 0*D

構成機器

  • ORP 検出器:HA485-120/ □□ /PP:
  • ホルダ:PH8HS-PP- □□ -T-NN-NN*A
  • 変換器:PH450G- □ -J

構成機器

  • MLSS 検出器:SS300G-NN- □□ -PN/JTJ
  • ホルダ:HH350G-NN- □ 0-JT-JP
  • 変換器:SS400G-N- □ -J
業種:
概要:

石灰石膏法の排煙脱硫装置では、脱硫剤(石灰)の消費量管理をオンライン pH 計を使用して行なっています。このとき問題になるのが、石灰によって pH 電極が著しく汚れることです。一定レベル以上の測定精度を維持するには酸を用いた電極洗浄を頻繁に実施する必要があり、大きな保守工数がかかってしまいます。
酸洗浄を自動化した 「EXA AUTO CLEAN 薬液洗浄装置」の採用によって、大幅に省力化が図れたばかりでなく、pH 測定精度を維持した状態での長期運転が可能となり
ました。

概要:

水酸化マグネシウム法の排煙脱硫装置では、脱硫剤[Mg(OH)2]の消費量管理をオンラインpH計を使用して行なっています。このとき問題になるのが、水酸化マグネシウム(スラリー)によってpH電極が著しく汚れることです。一定レベル以上の測定精度を維持するには酸を用いた電極洗浄を頻繁に実施する必要があり、大きな保守工数がかかっていました。
酸洗浄を自動化した[EXA AUTO CLEAN 薬液洗浄装置]の採用によって、大幅に省力化が図れたばかりでなく、pH測定精度を維持した状態での長期運転が可能となりました。

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pH3以下の領域で生じる酸誤差も、ガラス膜の組成や酸の種類によって大きさが異なります。また、いったん酸誤差を生じたガラス電極は、中性溶液に浸しても元の状態に戻るにはかなり...
pH計の温度補償について
(an-ph-orp-04-temp)
pH検出器の発生起電力は、測定液の温度によって変化します。これは、pH検出器のガラス膜の発生電位が、ネルンストの式で示されるように、絶対温度Tに比例するためです。 温度補償...
ガラス電極によるpH測定の原理について
(an-ph-orp-03-measurement-principle)
ガラス電極によるpH測定法は、ガラス電極と比較電極の2本の電極を用い、この2本の電極の間に生じた電位差を測定することで、測定液のpHを知る方法です。 特殊なガラスの薄膜の両側に...
pHの測定方法は、その発展の過程で各種の方法がありますが、現在では「ガラス電極法」がいろいろの分野で最も多く用いられています。 指示薬による方法 リトマス試験紙やメチル...
pHとは何ですか?
(an-ph-orp-01)
pHとは、水溶液の性質(酸性、アルカリ性)の程度をあらわす単位です。水溶液の酸性、アルカリ性は、水溶液中の水素イオン(H+)の濃度で決まります。 水はH2Oという分子式で表されます...
一般のpH測定においては、温度による測定液のpH値の変化を補正することは行いません。しかし、純水測定の場合には、pH検出器の温度補償とは別に測定液自身の温度補正を行うことがあ...
pH計のアルカリ誤差について
(an-ph-orp-06-alkaline-error)
pH10以上のアルカリ領域では、ガラス電極の起電力が直線からの偏りを生じてきます。これをアルカリ誤差と呼びます。 アルカリ誤差は、ガラス膜の組成によって大きさが異なりますの...
pH標準液の種類と組成について
(an-ph-orp-11-type-composition)
pH標準液の種類と各温度におけるpH値はJIS Z 8802(1984年改正)に規定されています。JIS Z 8802(1984年改正)では、改正時に国際的な状況に対応して新たに定めた標準液(規格pH標準液と呼ぶ...
実際のガラス電極では、各種のばらつきや経年変化などの影響で、単位pHあたりの起電力の値が理論値と一致しません。このため、pH4標準液(フタル酸塩pH標準液)またはpH9標準液(ホウ...
ガラス電極の内部にはpH7の溶液が満たされています。いま、電極をpH7の液に浸した場合、電極膜の内側も外側もpH7ですので電位差は0になるはずですが、実際にはガラス加工時のひずみ、...
pH計の標準液校正について
(an-ph-orp-08-calibration)
pH測定を行う場合は、必ず標準液によるpH計の校正を行わなければなりません。校正の方法としては、2種類のpH標準液を用いて行う「2点校正」が一般的ですが、簡易的な方法として、1種...
pH標準液の保存方法と保存期間
(an-ph-orp-12-preservation)
調製pH標準液は、上質の硬質ガラスまたはポリエチレン製のびん中に密閉して保存します。調製pH標準液は、長期間の保存によってpH値が変化する(注)ことがありますので、調製後長期...

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