سری PH4/OR4 شرکت Yokogawa مجموعه‌ای از سنسورهای صنعتی pH و ORP است که برای اندازه‌گیری در شرایط سخت و فرآیندهایی با آلودگی بالا، وجود سولفید، مواد شیمیایی خورنده و ترکیباتی که می‌توانند باعث گرفتگی یا کاهش عملکرد سنسور شوند طراحی شده است. این خانواده با ارائه چندین مدل تخصصی شامل سنسورهای Polymer Electrolyte، سنسورهای مقاوم در برابر Hydrofluoric Acid، سنسورهای مخصوص فرآیندهای شیمیایی و سنسور مخصوص Fermentation، امکان انتخاب سنسور متناسب با شرایط مختلف فرآیند را فراهم می‌کند.

طراحی برای شرایط سخت فرآیندی

یکی از ویژگی‌های اصلی سری PH4/OR4 قابلیت استفاده در محیط‌هایی است که سیال فرآیندی دارای آلودگی زیاد یا ترکیباتی مانند Sulfide است. در مدل‌های Polymer Electrolyte مانند PH4P، PH4PT و OR4P از الکترولیت پلیمری حاوی KCl استفاده شده و محل اتصال یا Liquid Junction به‌صورت بزرگ و با دو منفذ مجزا طراحی شده است. این ساختار باعث کاهش احتمال گرفتگی Junction در محیط‌های آلوده می‌شود و امکان اندازه‌گیری پایدارتر را فراهم می‌کند.

تنوع مدل‌ها برای کاربردهای مختلف

خانواده PH4/OR4 شامل مدل‌های مختلفی است که هر کدام برای شرایط مشخصی طراحی شده‌اند. مدل PH4P یک سنسور pH با Polymer Electrolyte است، مدل PH4PT نسخه مجهز به RTD همین سنسور است و OR4P برای اندازه‌گیری ORP مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای فرآیندهایی که احتمال وجود Hydrofluoric Acid وجود دارد، مدل‌های PH4F و PH4FT با غشای حساس‌کننده مخصوص مقاوم در برابر HF طراحی شده‌اند. همچنین مدل‌های PH4C و PH4CT برای فرآیندهای شیمیایی و مدل OR4C برای اندازه‌گیری ORP در فرآیندهای شیمیایی در نظر گرفته شده‌اند. مدل PH4FE نیز به‌صورت اختصاصی برای فرآیندهای Fermentation طراحی شده است.

مدل PH4P؛ سنسور pH با الکترولیت پلیمری

مدل PH4P برای اندازه‌گیری pH در شرایط سخت مانند فرآیندهای شیمیایی، پتروشیمی، صنایع قند، رنگ، فاضلاب صنعتی و کاغذسازی مناسب است. این سنسور دارای محدوده اندازه‌گیری pH 2 تا 14 بوده و می‌تواند در دمای 0 تا 110 درجه سانتی‌گراد مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از Polymer Electrolyte حاوی KCl و طراحی Liquid Junction با دو منفذ مجزا، مقاومت مناسبی در برابر گرفتگی ایجاد می‌کند.

مدل PH4PT؛ اندازه‌گیری pH به همراه RTD

مدل PH4PT نسخه مجهز به سنسور دمای Pt1000 از مدل PH4P است. وجود RTD داخلی امکان اندازه‌گیری دمای فرآیند و استفاده از Temperature Compensation را فراهم می‌کند و باعث می‌شود در شرایطی که دمای سیال تغییر می‌کند، سیستم اندازه‌گیری pH عملکرد پایدارتری داشته باشد. این مدل نیز برای محیط‌های آلوده و فرآیندهای سخت صنعتی طراحی شده و محدوده pH آن 2 تا 14 و محدوده دمایی آن 0 تا 110 درجه سانتی‌گراد است.

مدل OR4P؛ سنسور ORP برای محیط‌های آلوده

OR4P یک سنسور ORP با Polymer Electrolyte است که برای اندازه‌گیری پتانسیل اکسایش-کاهش در شرایط سخت فرآیندی طراحی شده است. محدوده اندازه‌گیری این سنسور -1500 تا +1500 mV است و از Platinum به‌عنوان عنصر اندازه‌گیری ORP استفاده می‌کند. ساختار Liquid Junction با دو منفذ مجزا و الکترولیت پلیمری حاوی KCl، آن را برای فرآیندهایی که احتمال آلودگی یا وجود سولفید دارند مناسب می‌کند.

مدل PH4F؛ مقاوم در برابر Hydrofluoric Acid

یکی از ویژگی‌های مهم سری PH4/OR4 وجود مدل‌های PH4F و PH4FT برای کاربردهای حاوی Hydrofluoric Acid است. این سنسورها از یک Sensing Membrane مخصوص استفاده می‌کنند که امکان اندازه‌گیری محلول‌ها یا فاضلاب‌های حاوی HF را فراهم می‌کند. محدوده اندازه‌گیری PH4F و PH4FT برابر pH 2 تا 11 است و میزان مجاز HF با توجه به مقدار pH تغییر می‌کند؛ برای مثال در pH 2 حداکثر HF برابر 500 ppm، در pH 3 برابر 1000 ppm و در pH 4 برابر 10000 ppm است و در pH بالاتر از 5 محدودیت بالایی برای غلظت HF اعلام نشده است.

مدل PH4C؛ مناسب فرآیندهای شیمیایی

مدل PH4C برای فرآیندهای شیمیایی و الکترولیتی طراحی شده و یکی از ویژگی‌های اصلی آن طول عمر بالا در اندازه‌گیری pH در این نوع فرآیندها است. در این مدل از یک سیستم داخلی تحت فشار استفاده شده است و به همین دلیل برای استفاده از سنسور نیازی به Pressure Holder نیست. همچنین Reference Electrode دارای ساختار Silver Ion Trap است که از ایجاد سولفید در اطراف Ceramic Liquid Junction جلوگیری می‌کند.

مدل PH4CT؛ نسخه مجهز به Pt1000

مدل PH4CT نسخه دارای RTD از PH4C است و به یک سنسور دمای Pt1000 مجهز شده است. این مدل برای فرآیندهایی که علاوه بر اندازه‌گیری pH، تغییرات دما نیز باید در اندازه‌گیری لحاظ شود مناسب است. PH4CT می‌تواند در کاربردهایی مانند Bioreactor، Industrial Process، Downstream Process و اندازه‌گیری محلول‌های Soda Electrolyte یا محلول‌های حاوی Organic Solvent مورد استفاده قرار گیرد.

مدل OR4C؛ سنسور ORP برای فرآیندهای شیمیایی

OR4C سنسور ORP مخصوص فرآیندهای شیمیایی است که برای اندازه‌گیری محدوده -1500 تا +1500 mV طراحی شده است. این سنسور از Polymer Electrolyte حاوی KCl و یک Ceramic Junction استفاده می‌کند و Reference Electrode آن دارای Silver Ion Trap است. این ساختار به افزایش طول عمر سنسور و کاهش مشکلات ناشی از تشکیل سولفید در محل Junction کمک می‌کند.

مدل PH4FE؛ سنسور pH مخصوص Fermentation

مدل PH4FE برای فرآیندهای Fermentation طراحی شده و دارای ویژگی‌هایی مانند قابلیت Refill کردن محلول داخلی و دو Ceramic Liquid Junction است. این سنسور از Viscous 3 M KCl-LR به‌عنوان محلول داخلی استفاده می‌کند و محدوده اندازه‌گیری آن pH 0 تا 12 است. محدوده دمایی این مدل 0 تا 105 درجه سانتی‌گراد است و حداکثر دمای Sterilization آن به 130 درجه سانتی‌گراد می‌رسد؛ بنابراین برای کاربردهای فرآیندی و تخمیری که نیاز به استریل‌سازی دارند گزینه مناسبی است.

امکان استفاده در صنایع مختلف

سری PH4/OR4 با توجه به تنوع مدل‌ها می‌تواند در صنایع مختلفی مانند Chemical، Petrochemical، Sugar، Dye، Pulp & Paper، Industrial Wastewater، Pharmaceutical، Biotechnology و Fermentation مورد استفاده قرار گیرد. انتخاب مدل مناسب باید بر اساس نوع سیال، محدوده pH یا ORP، دما، فشار، وجود HF یا Sulfide و همچنین نیاز یا عدم نیاز به Temperature Compensation انجام شود.

سیستم نصب و هولدر

بسته به مدل، سنسورهای این خانواده می‌توانند با هولدرهای Yokogawa مانند PH8HF Flow-through Holder و PH8HS Submersion Holder مورد استفاده قرار گیرند. در برخی مدل‌ها استفاده از Option Adapter ضروری است. همچنین برای کاربردهایی که نیاز به Cleaning اتوماتیک دارند، Yokogawa توصیه می‌کند از Holder مجهز به Jet Cleaning استفاده شود؛ در این سری Ultrasonic Cleaning برای مدل‌های ذکرشده قابل استفاده نیست.

جمع‌بندی

سری Yokogawa PH4/OR4 یک خانواده کامل از سنسورهای صنعتی pH و ORP برای کاربردهای سخت و تخصصی است. طراحی Polymer Electrolyte، Liquid Junction مقاوم در برابر گرفتگی، مدل‌های اختصاصی برای HF، ساختار ویژه برای فرآیندهای شیمیایی، مدل مخصوص Fermentation و نسخه‌های مجهز به Pt1000 باعث شده است این خانواده بتواند طیف وسیعی از نیازهای اندازه‌گیری در صنایع مختلف را پوشش دهد. این سری به‌خصوص برای فرآیندهایی که سنسور در معرض آلودگی شدید، Sulfide، مواد شیمیایی یا شرایط فرآیندی دشوار قرار دارد، گزینه‌ای مناسب محسوب می‌شود.