“大功率、昂貴的檢測(cè)電極經(jīng)常因簡(jiǎn)單的可換連接件而引起故障。” ——Dirk Steinm ller博士，Knick公司

“良好的技術(shù)咨詢，與用戶保持密切的聯(lián)系，盡可能多的提供檢測(cè)點(diǎn)的信息和數(shù)據(jù)，是正確的選擇檢測(cè)電極的基礎(chǔ)。”——Mattias Kremer先生，Jumo公司

“關(guān)注一下pH酸檢測(cè)傳感器的研發(fā)趨勢(shì)，就會(huì)看到它正向著多功能電極的方向發(fā)展。”——Klaus-Peter Mang博士，Mettler-Toledo公司

“雖然人們喜愛的模擬技術(shù)總是層出不窮的推出新產(chǎn)品，但是用戶更多的還是采用了新的、數(shù)字技術(shù)品。”——Einar M ller先生，Endress+Hauser公司

“未來屬于更好的、能夠在惡劣工作環(huán)境中使用的傳感器和免維護(hù)的智能化附件。”——Andreas Jung先生，艾默生過程管理有限公司

“智能化傳感器是一個(gè)含義非常廣泛的概念，但是人們應(yīng)該注意，蘋果和梨是不可相比較的。”——Dirk Tillich先生，Hamilton Bonaduz公司

近十幾年來，pH檢測(cè)玻璃電極迅速在市場(chǎng)中得到了推廣，大量的變型產(chǎn)品使人們很難做出準(zhǔn)確的選擇，尤其是在玻璃電極的使用情況接近使用限制條件時(shí)。Knick公司市場(chǎng)部的負(fù)責(zé)人，也是目前pH檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)負(fù)責(zé)人Dirk Steinm ller博士說道：“近年來pH檢測(cè)電極技術(shù)的發(fā)展是真正的技術(shù)細(xì)節(jié)的發(fā)展和進(jìn)步，例如適用于特殊應(yīng)用場(chǎng)合的特殊玻璃材料等等。從衛(wèi)生和廢物處理的角度出發(fā)，酸堿度檢測(cè)電極的發(fā)展趨勢(shì)是使用無鉛的玻璃管。這在Knick公司的所有產(chǎn)品中都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，或者使用的是凝膠檢測(cè)中免維護(hù)的微毒的電極。”

新技術(shù)的***大特點(diǎn)主要體現(xiàn)在參考電極上，因?yàn)樗钦麄€(gè)酸堿度檢測(cè)中***薄弱的環(huán)節(jié)。Jumo公司分析檢測(cè)技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)負(fù)責(zé)人Matthias Kremer先生明確的指出：“在酸堿度檢測(cè)中，80％以上的檢測(cè)儀損壞都發(fā)生在參考電極上。”但是，通過正確的選擇電極隔膜、電極填料（液體、凝膠）和機(jī)械、電氣接口的優(yōu)化，是可以有效避免酸堿度檢測(cè)電極提前失效的。

但是酸堿度檢測(cè)電極是一個(gè)磨損件，其使用時(shí)受溫度、壓力、化學(xué)或者機(jī)械負(fù)載的影響，典型的使用壽命為幾天至幾年。

Knick公司產(chǎn)品在這方面的改進(jìn)是：酸堿度檢測(cè)電極外部結(jié)構(gòu)性能的改進(jìn)。例如Knick公司研發(fā)使用的InduCon技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按照這種標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的插接系統(tǒng)利用供應(yīng)的方式為酸堿度檢測(cè)傳感器供電，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)非接觸式的數(shù)據(jù)信息傳送。Steinm ller先生說道：“這具有非常重要的實(shí)踐意義，同時(shí)也能完全排除常見的檢測(cè)問題，例如排除由于接觸不良，或者由于插接連接件腐蝕而帶來的問題；同時(shí)，它也可以避免由于檢測(cè)點(diǎn)隔離不良而引起的檢測(cè)數(shù)據(jù)異常變化。這對(duì)于酸堿度檢測(cè)儀的用戶來講是一個(gè)巨大的進(jìn)步，使他們不必再為傳感器的檢測(cè)性能而操心。”

延長(zhǎng)了使用壽命

在流程工業(yè)企業(yè)中，延長(zhǎng)檢測(cè)儀器的使用壽命也是一個(gè)非常重要的技術(shù)改進(jìn)目標(biāo)。在這里，將用幾個(gè)實(shí)例來說明酸堿度檢測(cè)電極使用壽命方面的改進(jìn)情況。

實(shí)例1 石灰水檢測(cè)中的應(yīng)用

艾默生過程管理有限公司負(fù)責(zé)液體分析技術(shù)的Andreas Jung先生說：“我們TupH系列的396P型酸堿度檢測(cè)傳感器在石灰水的酸堿度檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。在火力發(fā)電廠的脫硫控制中，由于使用了超大面積的隔膜從而極大的提高了酸堿度檢測(cè)電極的使用壽命。”

實(shí)例2 二氧化鈦

在一個(gè)***的二氧化鈦生產(chǎn)廠中，采用凝膠或者聚酯充填料的InPro 4260i型數(shù)字式酸堿度檢測(cè)電極和聚酯充填料的Xerolyt Extra參考電極在實(shí)踐應(yīng)用中充分的顯示出了它們的承載能力。在該企業(yè)中，不同檢測(cè)點(diǎn)的酸堿度檢測(cè)傳感器經(jīng)常遇到相同的問題——使用壽命的問題。迄今為止使用的各種型號(hào)的酸堿度檢測(cè)傳感器都必須每天更換1~2次。在用微孔隔膜代替了陶瓷隔膜之后，pH計(jì)對(duì)污垢的敏感程度大大降低，這在有著懸浮顆粒的二氧化鈦生產(chǎn)過程中具有非常重要的意義，帶來了很多好處。其允許溶液通過的隔膜面降低了異物堵塞的可能性，數(shù)字式的信號(hào)傳遞功能又能很好的實(shí)現(xiàn)電氣隔離。

實(shí)例3 甜菜制糖

在甜菜制糖的生產(chǎn)加工過程中，甜菜原汁中的固體成分會(huì)大量的積聚在pH計(jì)的表面。傳統(tǒng)的pH計(jì)不能保證可靠的自動(dòng)化清潔，因此，每天必須多次的進(jìn)行人工檢驗(yàn)和清洗，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。Knick公司研發(fā)設(shè)計(jì)的Ceramat傳感器隔離器使用的是氧化鋁陶瓷材料，可旋轉(zhuǎn)松開和鎖緊，有著很好的耐腐蝕性能和碳纖維增強(qiáng)層，其固定的塑料殼體由PEEK或者PVDE材料制成。在這一自動(dòng)化裝置的控制下，可以定期的對(duì)pH計(jì)進(jìn)行清潔和標(biāo)定。本例說明，選擇正確的系統(tǒng)解決方案與pH計(jì)選型同等重要。本例中的甜菜制糖設(shè)備由于采用了自動(dòng)化的pH檢測(cè)方案，因此可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)。

沒有萬(wàn)能的傳感器檢測(cè)電極

電極壽命的長(zhǎng)短與其工作環(huán)境有著密切的關(guān)系。人們可以在飲用水中加鹽、提高鹽的濃度來提高參考電極的使用壽命，而同樣的措施在電鍍生產(chǎn)過程中則帶來完全相反的后果。Mattias先生說道：“良好的技術(shù)咨詢，與用戶保持密切的聯(lián)系，盡可能多的提供檢測(cè)點(diǎn)的信息和數(shù)據(jù)，是正確的選擇檢測(cè)電極的基礎(chǔ)。”傳感器電極生產(chǎn)廠家們向市場(chǎng)提供了大量不同型號(hào)的、適用于不同應(yīng)用的電極。Kremer先生表示：“萬(wàn)能電極是沒有的。”

某些電極生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的傳感器電極有污垢沉積時(shí)會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的檢測(cè)結(jié)果。Steinm ller先生說道：“大功率、昂貴的檢測(cè)電極經(jīng)常因簡(jiǎn)單的可換連接件而引起故障。而自動(dòng)清潔和標(biāo)定的電極則不是這樣。針對(duì)這種情況我們不久前在世界各地推出了SensoGate模塊式可換連接件，與傳統(tǒng)的連接件相比其維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用降低了一半。”電極生產(chǎn)廠工作的焦點(diǎn)在于智能化的清潔和維護(hù)保養(yǎng)方案。Mettler-Toledo公司的Klaus-Peter Mang博士說道：“只有定期進(jìn)行清潔、維護(hù)保養(yǎng)和標(biāo)定的檢測(cè)傳感器電極才能帶來***佳的檢測(cè)結(jié)果和較長(zhǎng)的使用壽命。”他們***新的ISM傳感器電極方案有著***佳的使用壽命、維護(hù)保養(yǎng)周期和標(biāo)定周期。

萊茵河畔Weil市Endress+Hauser公司分析技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理Einar M ller先生對(duì)此也堅(jiān)信不疑。他認(rèn)為，引進(jìn)數(shù)字技術(shù)的Memosens系統(tǒng)是提高pH檢測(cè)儀使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，“利用數(shù)字技術(shù)可以解決由于高濕度和高電阻對(duì)酸堿度檢測(cè)帶來的影響，明顯的提高檢測(cè)點(diǎn)的使用性能。”

多參數(shù)檢測(cè)傳感器

在傳感器產(chǎn)品市場(chǎng)中，總是不斷的有人問道：多功能檢測(cè)傳感器是否有益。Mang先生認(rèn)為：“關(guān)注一下pH檢測(cè)傳感器的研發(fā)趨勢(shì)，就會(huì)看到它正向著多功能電極的方向發(fā)展。”在90年代帶有溫度傳感功能的檢測(cè)電極問世之前，只有單一檢測(cè)功能的傳感器。如今，在滲透基體材料（鉑金輔助電極）的幫助下現(xiàn)在已經(jīng)可以在完成pH檢測(cè)的同時(shí)，附帶完成氧化還原潛能的檢測(cè)，完成異物干擾可能性的（終端）檢測(cè)并可以對(duì)隔膜的污垢程度進(jìn)行監(jiān)控了。Mang先生認(rèn)為，傳感器電極的發(fā)展趨勢(shì)明顯的向著數(shù)字技術(shù)、多功能方向發(fā)展。利用他們研發(fā)的數(shù)字化技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)新的維護(hù)保養(yǎng)方案和有效的流程設(shè)備資源管理。

而Endress+Hauser公司觀點(diǎn)則完全相反，Einar M ller先生說道：“我們還沒有看到普遍的、跨技術(shù)領(lǐng)域的多功能檢測(cè)傳感器的發(fā)展趨勢(shì)。在某些應(yīng)用領(lǐng)域中，例如在污水處理領(lǐng)域中，已經(jīng)有多功能的檢測(cè)傳感器了。但這只是將不同的檢測(cè)原理組合在一個(gè)傳感器中，按照我們的看法，這充其量是一種組合使用而已。”Kremer先生也有著類似的看法：“由于目前玻璃材料和其它金屬材料電極的磨損性能，多功能電極只能在特定的場(chǎng)合中以組合式傳感器的方式出現(xiàn)，今天的pH傳感器已經(jīng)集成了溫度檢測(cè)功能。但是，用戶必須為這種組合檢測(cè)支付昂貴的費(fèi)用。”

智能化的“頭腦”

智能化傳感器技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了pH檢測(cè)傳感器的發(fā)展。對(duì)于大多數(shù)酸堿度檢測(cè)傳感器的生產(chǎn)廠家來講，在不久的將來，推出智能化的酸堿度檢測(cè)傳感器是不成問題的。Hamilton Bonaduz公司的Dirk Tillich先生說：“智能化傳感器是一個(gè)含義非常廣泛的概念，但是人們應(yīng)該注意，蘋果和梨是不可相比較的。因?yàn)榇鎯?chǔ)數(shù)據(jù)與利用傳感器進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)處理是完全不同的。我認(rèn)為這種傳感器有著非常好的市場(chǎng)潛力，因?yàn)樗鼙苊庠S多傳統(tǒng)傳感器經(jīng)常遇到的問題，提高信號(hào)處理、使用性能以及流程設(shè)備工作的可靠性。Hamilton公司為用戶提供了具有這種功能的Visiferm光纖溶氧檢測(cè)傳感器、Memosens數(shù)字化電極以及InduCon在線酸堿濃度分析儀。”

Endress+Hauser公司相信，智能化的傳感器會(huì)出現(xiàn)在整個(gè)領(lǐng)域中。Endress+Hauser公司的Einar M ller先生堅(jiān)信：“雖然人們喜愛的模擬技術(shù)總是層出不窮的推出新產(chǎn)品，但是用戶更多的還是采用了新的、數(shù)字技術(shù)的產(chǎn)品。” 在Mettler-Toledo公司，當(dāng)人們討論到數(shù)字式ISM傳感器時(shí)也可以聽到類似的聲音。它能存儲(chǔ)所有的重要數(shù)據(jù)（電極類型、系列號(hào)、標(biāo)定數(shù)據(jù)、傳感器專有數(shù)據(jù)以及玻璃和隔膜的阻抗、傳感器負(fù)荷、CIP/SIP計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)等等）。Mang先生在介紹這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)時(shí)說道：“檢測(cè)點(diǎn)的可靠性和可用性可因現(xiàn)代化的設(shè)備管理而提高，例如利用數(shù)字式傳感器而提高。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，只需進(jìn)行更換傳感器的工作就可以了。數(shù)字式傳感器將會(huì)被自動(dòng)的識(shí)別出來，并且能夠同步的進(jìn)行配置（即插即測(cè)）。利用數(shù)字式的ISM傳感器，結(jié)合iSense ISM設(shè)備管理系統(tǒng)，在提高流程設(shè)備工作可靠性的同時(shí)還能降低傳感器和設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。”

有關(guān)傳感器價(jià)格的理智舉措

盡管在特定的應(yīng)用領(lǐng)域中智能化傳感器已經(jīng)得到了應(yīng)用，但是Kremer先生對(duì)智能化傳感器目前的狀況并不樂觀：“在智能化傳感器領(lǐng)域中也實(shí)行著電子技術(shù)與不同的傳感器集成在一起，用戶必須為此支付更多的費(fèi)用。”根據(jù)他的觀點(diǎn)，這一領(lǐng)域中不會(huì)出現(xiàn)根本性的市場(chǎng)變化。原因就在于智能化傳感器的經(jīng)濟(jì)性上。“傳感器使用的電子元器件基本上與傳感器本身的價(jià)格不相上下。在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，人們要求降低傳感器的價(jià)格，而且不會(huì)因技術(shù)的進(jìn)步而同意提高價(jià)格。”Kremer先生進(jìn)一步指出：“在pH酸堿度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域中，沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。用戶受到原始產(chǎn)品供應(yīng)商的***影響。盡管有些供應(yīng)商也為其他傳感器生產(chǎn)廠提供產(chǎn)品，但根本構(gòu)不成真正的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。***后，一切費(fèi)用都由用戶承擔(dān)，因?yàn)椴粌H僅是傳感器本身的成本，而且還包括檢測(cè)數(shù)據(jù)放大器/調(diào)節(jié)器等的費(fèi)用都合在一起由用戶支付了。”因此，他對(duì)這方面的更明智的舉措有著完全不同的看法：“智能化傳感器的電子元器件應(yīng)毫無問題的與目前已經(jīng)安裝使用的檢測(cè)數(shù)據(jù)放大器配套使用，能夠相互交換。而在這方面，pH酸堿度傳感器生產(chǎn)廠家還有很多工作要做。”

結(jié)語(yǔ)：未來屬于誰(shuí)？

未來未必一定屬于新型傳感器，相反，更多的取決于傳感器與流程工藝技術(shù)的結(jié)合，或者像Jung先生所說的那樣：“未來屬于更好的、能夠在惡劣工作環(huán)境中使用的傳感器和免維護(hù)的智能化附件。”Endress+Hauser公司下一步產(chǎn)品研發(fā)有兩個(gè)重點(diǎn)，M ller先生指出：“一方面，我們將繼續(xù)在跨領(lǐng)域的應(yīng)用方面下功夫，例如在Hart-Wireless無線通訊技術(shù)方面下功夫。另一方面，我們將進(jìn)一步加大在Memosens系統(tǒng)以及Memosens技術(shù)的應(yīng)用方面下功夫。推動(dòng)我們所有的新型傳感器的研發(fā)。Knick公司計(jì)劃集中精力搞好智能化的數(shù)據(jù)處理工作。