pH感测探头和pH感测系统的制作方法

本技术涉及一种ph感测探头和ph感测系统。

背景技术：

1、ph定义为氢离子浓度的负对数。ph值在0至14范围内，小于7的ph值确认工艺中的酸性条件，而大于7的ph值确认碱性条件。诸如盐酸(胃酸)和电池酸(硫酸)之类的典型强酸的ph值小于1，腐蚀性很强。同样，诸如苛性碱或漂白剂和排水管清洁剂之类的强碱的ph值大于13，也具有很强的腐蚀性。纯水的ph值为7。

2、市售的ph传感器用于广泛的应用。一种应用是将饮用水中和到城市ph限值。这里，ph对于社区的安全和健康至关重要。碱洗涤器中采用ph控制来确定与有毒气体发生反应的碱液量，从而确定需要补充多少碱液。ph传感器还用于工业工艺的控制和监测。例如，已经表明在生物反应器中生产青霉素的最佳ph介于6.8和7.8之间。因此，出于安全和效率的原因，ph测量的精度在许多工艺中都至关重要。

技术实现思路

1、本实用新型的一个实施例提供了一种ph感测探头，包括：传感器主体；ph玻璃电极，安装到所述传感器主体并被配置为暴露于工艺流体；参考电极，具有安装到所述传感器主体并被配置为暴露于所述工艺流体的接头；以及备用ph电极，安装到所述传感器主体并被配置为暴露于所述工艺流体。

2、其中，所述备用ph电极是isfet电极。

3、其中，所述isfet电极和所述ph玻璃电极共用所述参考电极。

4、其中，所述isfet电极和所述ph玻璃电极共用溶液接地。

5、其中，所述的ph感测探头还包括被配置为提供工艺流体温度指示的温度感测元件。

6、其中，所述温度感测元件选自由rtd和热电偶组成的组。

7、其中，所述传感器主体具有圆柱形形状，并且具有远端部分和近端部分，并且其中，所述ph感测探头包括电连接器，所述电连接器安装在所述近端部分附近并且能够操作地耦接到所述ph玻璃电极、所述温度感测元件、所述参考电极和所述备用ph电极。

8、其中，所述传感器主体包括至少一个外螺纹部分，所述外螺纹部分被配置为安装所述ph感测探头。

9、其中，所述接头电耦接到所述工艺流体。

10、本实用新型的另一个实施例提供了一种ph感测系统，包括：ph发送器，包括：显示器，至少一种用户输入机构，测量电路，被配置为测量附接设备的至少一个电气特性，控制器，耦接到所述显示器、所述至少一个用户输入机构和所述测量电路，所述控制器被配置为获取ph信息和工艺流体温度信息并提供温度补偿的ph工艺输出；ph感测探头，包括：传感器主体；ph玻璃电极，电耦接到所述测量电路并安装到所述传感器主体，所述ph玻璃电极被配置为暴露于工艺流体；温度感测元件，电耦接到所述测量电路，并且被配置为提供工艺流体温度的指示；参考电极，电耦接到所述测量电路，并且具有安装到所述传感器主体的参考接头，所述参考接头被配置为暴露于所述工艺流体；以及备用ph电极，安装到所述传感器主体并被配置为暴露于所述工艺流体。

11、其中，所述控制器被配置为检测所述ph玻璃电极的劣化，并且如果检测到的ph玻璃劣化超过所选阈值则执行动作。

12、其中，所述动作是向用户产生指示以手动切换所述ph感测探头的布线，从而将所述ph玻璃电极断开连接并将所述备用ph电极连接到所述ph发送器。

13、其中，所述动作是将所述测量电路与所述ph玻璃电极的耦接自动断开连接，并且将所述备用ph电极自动耦接到所述测量电路。

14、其中，所述动作包括：将所述ph工艺输出的计算从所述ph玻璃电极和所述参考电极的组合切换到所述备用ph电极和所述参考电极的组合。

15、其中，所述备用ph电极是isfet电极。

16、其中，所述控制器包括微处理器。

17、本实用新型的又一个实施例提供了一种ph感测探头：传感器主体；ph玻璃电极，电耦接到测量电路并安装到所述传感器主体，所述ph玻璃电极被配置为暴露于工艺流体；参考电极，电耦接到测量电路，并且具有安装到所述传感器主体的参考接头，所述参考接头被配置为暴露于所述工艺流体；备用ph电极，安装到所述传感器主体并被配置为暴露于所述工艺流体；测量电路，能够操作地耦接到所述ph玻璃电极、所述参考电极和所述备用ph电极；输入/输出电路，被配置为提供数字通信；以及控制器，耦接到所述测量电路和所述输入/输出电路，所述控制器被配置为：从所述测量电路和工艺流体温度信息测量电路获得ph信息，并且经由所述输入/输出电路提供ph工艺输出，并且其中，所述控制器被配置为：自动检测所述ph玻璃电极的劣化，并且从所述玻璃ph电极切换到所述备用ph电极。

18、其中，所述备用ph电极是isfet电极。

19、其中，所述的ph感测探头还包括温度感测元件，所述温度感测元件耦接到所述测量电路并被配置为提供工艺流体温度的指示，并且其中，所述控制器被配置为提供基于温度补偿的ph工艺输出。

20、提供被配置为暴露于工艺流体的ph感测探头。ph感测探头包括传感器主体和安装在传感器主体上的ph玻璃电极。参考电极具有安装到传感器主体的接头，该接头被配置为暴露于工艺流体。备用ph电极安装到传感器主体并被配置为暴露于工艺流体。还提供了ph感测系统和操作该ph感测系统的方法。在一个示例中，备用ph电极是isfet电极。

技术特征：

1.一种ph感测探头，其特征是，所述ph感测探头包括：

2.根据权利要求1所述的ph感测探头，其中，所述备用ph电极是isfet电极。

3.根据权利要求2所述的ph感测探头，其中，所述isfet电极和所述ph玻璃电极共用所述参考电极。

4.根据权利要求2所述的ph感测探头，其中，所述isfet电极和所述ph玻璃电极共用溶液接地。

5.根据权利要求1所述的ph感测探头，其特征是，所述ph感测探头还包括被配置为提供工艺流体温度指示的温度感测元件。

6.根据权利要求5所述的ph感测探头，其中，所述温度感测元件选自由rtd和热电偶组成的组。

7.根据权利要求5所述的ph感测探头，其中，所述传感器主体具有圆柱形形状，并且具有远端部分和近端部分，并且其中，所述ph感测探头包括电连接器，所述电连接器安装在所述近端部分附近并且能够操作地耦接到所述ph玻璃电极、所述温度感测元件、所述参考电极和所述备用ph电极。

8.根据权利要求1所述的ph感测探头，其中，所述传感器主体包括外螺纹远侧区域，所述外螺纹远侧区域被配置为由工艺耦接设备接收，从而物理地安装ph感测探头。

9.根据权利要求1所述的ph感测探头，其中，所述接头电耦接到所述工艺流体。

10.一种ph感测系统，其特征是，所述ph感测系统包括：

11.根据权利要求10所述的ph感测系统，其中，所述控制器被配置为检测所述ph玻璃电极的劣化，并且如果检测到的ph玻璃劣化超过所选阈值则执行动作。

12.根据权利要求11所述的ph感测系统，其中，所述动作是向用户产生指示以手动切换所述ph感测探头的布线，从而将所述ph玻璃电极断开连接并将所述备用ph电极连接到所述ph发送器。

13.根据权利要求11所述的ph感测系统，其中，所述动作是将所述测量电路与所述ph玻璃电极的耦接自动断开连接，并且将所述备用ph电极自动耦接到所述测量电路。

14.根据权利要求11所述的ph感测系统，其中，所述动作包括：将所述ph工艺输出的计算从所述ph玻璃电极和所述参考电极的组合切换到所述备用ph电极和所述参考电极的组合。

15.根据权利要求11所述的ph感测系统，其中，所述备用ph电极是isfet电极。

16.根据权利要求11所述的ph感测系统，其中，所述控制器包括微处理器。

17.一种ph感测探头，其特征是，所述ph感测探头包括：

18.根据权利要求17所述的ph感测探头，其中，所述备用ph电极是isfet电极。

19.根据权利要求17所述的ph感测探头，其特征是，所述ph感测探头还包括温度感测元件，所述温度感测元件耦接到所述测量电路并被配置为提供工艺流体温度的指示，并且其中，所述控制器被配置为提供基于温度补偿的ph工艺输出。

技术总结
本技术涉及一种pH感测探头和pH感测系统。提供被配置为暴露于工艺流体的pH感测探头。pH感测探头包括传感器主体和安装在传感器主体上的pH玻璃电极。参考电极具有安装到传感器主体的接头，该接头被配置为暴露于工艺流体。备用pH电极安装到传感器主体并被配置为暴露于工艺流体。还提供了pH感测系统和操作该pH感测系统的方法。在一个示例中，备用pH电极是ISFET电极，当pH玻璃电极损坏时可以自动切换到该ISFET电极。

技术研发人员：查鲁·L·潘迪,凯文·J·伊万卡,杰夫·B·安布罗斯
受保护的技术使用者：罗斯蒙特公司
技术研发日：20230330
技术公布日：2024/4/17