pH プローブと呼ばれることもありますが、pH センサを使用して流体中の水素イオンの濃度を測定し、酸性度またはアルカリ度を決定します。pH スケールの範囲は 0~14 で、pH 測定 7 は中性溶液であることを示します。pH 7 未満の読み取り値は酸性であり、pH 7 を超える読み取り値はアルカリ性を示します。 

pH センサは、pH 感応電極と、安定した中性電解質溶液に浮遊された金属ワイヤからなる基準電極を備えています。基準電極は、一定の基準電圧を維持し、基準接点と呼ばれる小さな多孔性の開口部を通して少量のイオンが基準溶液からプロセス溶液に流れるようにすることによって、pH 感応電極との電気回路を完成させます。pH 感応電極の先端には pH 感応ガラスで作られた小さな球があります。この球の電圧は、その周囲のプロセス流体の水素イオン濃度に応じて変化します。

ガラス球の外側に対して水素イオン濃度が内側よりも高い場合、正の電圧が生じ、そのプロセスが酸性であることを示します。ガラス球の外側に対して水素イオン濃度が内側よりも低い場合、負の電圧が生じ、そのプロセスがアルカリ性であることを示します。ガラス電極の両側の水素イオン濃度が同じ場合、電圧はゼロとなり、プロセスがニュートラルの pH である 7 を示します。 

pH センサが正確な測定を行うためには、2 点緩衝液校正が最適な方法です。2 点校正中、トランスミッタは新しいスロープ値とゼロオフセット値を計算します。校正するには、pH センサを第 1 緩衝液に浸します。pH センサを緩衝液の温度に調整し（緩衝液とセンサ間の温度の違いによるエラーを避けるため）、読み取り値が安定するのを待ってください。トランスミッタが最初の緩衝液を表示したら、センサの先端に少量の第 2 の緩衝液を流し込み、センサから緩衝液をすすぎ落してください。次に、センサを 2 番目の緩衝液に浸して、プロセスを繰り返します。トランスミッタが両方の緩衝溶液を認識したら、新しい pH センサ勾配が確立されます。

プロセス流体内の温度変化は、pH 読み取り精度に影響を与える可能性があります。溶液の pH レベルは、温度に逆比例します。溶液内の温度が上昇すると、pH レベルが低下し、溶液はより酸性になります。すべての Rosemount pH センサには、温度の変動に対応する温度素子が含まれています。

はい、多くの pH センサは酸化還元電位（ORP）も測定でき、これはレドックス電位と呼ばれることもあります。pH センサは、水素イオンの活性に基づいて溶液の酸性度またはアルカリ性を測定する一方、ORP センサは、溶液中の酸化性および還元性の活性に基づいて溶液の酸化還元電位を測定します。

Emerson pH センサは、さまざまな産業で使用されています。たとえば、石油やガス産業では、粗蒸留精製、テールガスの清掃、酸性水ストリッピングに pH 測定を使用しています。化学産業では、塩化アルカリプロセス、硫酸の製造などに pH 測定が使用されています。廃水処理産業では、脱塩や水の浄化に pH を使用します。さらに詳しい例や詳細な用途については、以下の pH センサの適用事例をご参照ください。

ほとんどの pH センサは消耗品ですが、Rosemount 3300/3400/3500 pH センサなど、一部は再構築して再利用できます。これらの pH センサを使用では、基準電解質と基準接点を交換することができ、センサは再利用できます。プロセスによっては、pH ガラスをコーティングする場合があります。このような場合、格納式プローブを使用すると、再挿入前にセンサの洗浄と再校正が簡単にできます。

異なるアプリケーション毎に、それぞれ独自のニーズと課題があります。エマソンは、化学、石油・ガス、廃水などのさまざまな産業で機能する pH センサを提供しています。高温、汚れたプロセス流体、刺激の強い化学薬品、またはその他の特殊な用途で使用する pH センサが必要な場合、当社は適切な pH センサソリューションを提供しています。

pH センサは、液体アナライザーとも呼ばれ、ケーブルを介して液体分析トランスミッタに接続されます。トランスミッタは、pH センサから生の電圧信号を受信し、未処理の信号を変換して pH 測定値を表示します。

pH センサの寿命は、その用途によって異なります。水の浄化のような 一般的な用途では、pH センサは最大 2 年間使用できます。高温や過酷な化学製品用途では、pH センサの寿命は最大 6 か月です。