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PR 20017 I
SENSORI
ELETTROCHIMICI
Dai termometri in vetro con contatto brevettati alla tecnica
di misura di analisi
La storia del successo della JUMO è strettamente legata con la tecnica del vetro.
La sua origine risale all' anno 1907 con Hermann Juchheim, padre del fondatore
dell'attuale M. K. JUCHHEIM GmbH & Co., Moritz Juchheim.
Già nel 1934 a Ilmenau / Thuringen fu fondata la ditta F.lli Juchheim, che si
occupava della produzione dei termometri in vetro.
Dal 1947 furono prodotti termometri da laboratorio e industriali sotto il nome del
marchio JUMO nella nuova sede assiana di Fulda.
Basandosi sulle esperienze acquisite con la lavorazione del vetro si iniziò negli
anni '70 con la produzione di componenti in vetro per sensori
elettrochimici, pH, Redox, conducibilità e temperatura.
Da tutto questo ne è derivata l'attuale linea di prodotto JUMO per la tecnica di
misura di analisi.
La produzione di elettrodi di pH e Redox ha nel frattempo superato il successo dei
termometri in vetro.
JUMO è oggi uno dei più grossi produttori in Europa di sensori elettrochimici.
Una miriade di clienti compra gli elettrodi della JUMO con il proprio marchio di
fabbrica – la produzione di tali versioni OEM o di tipi con costruzione
particolare sono uno dei nostri punti di forza.
Accanto agli elettrodi di pH e di Redox vengono approntate anche le
necessarie armature di protezione, amplificatori di misura elettronici e regolatori.
Celle di misura per conducibilità elettrolitica, ossigeno disciolto, cloro,
biossido di cloro, ozono e un sensore di perossido di idrogeno brevettato
completano inoltre la gamma di produzione.
Oggi la produzione di sensori elettrochimici viene effettuata con processi
lavorativi in parte o totalmente automatici.
Ne consegue il raggiungimento di una costante alta qualità. Postazioni di misura computerizzate, per es. il collaudo finale, assicurano inoltre
l'osservanza dei parametri di qualità.
Ogni singolo elettrodo JUMO è perciò controllato singolarmente prima della
spedizione.
Collaboratori e collaboratrici esperti nella soffiatura del vetro realizzano le più
differenti forme di costruzione dal singolo sensore alla grande serie per quasi
tutti i più disparati casi di utilizzo.
Fin dal principio era importante la conoscenza del know-how per i vetri delle
membrane, il cui conseguente risultato è la produzione di elettrodi di pH ad
elevata qualità. Oggi JUMO grazie alla propria ricerca può fornire vetri per
membrane di pH per i più disparati utilizzi.
Anche gli altri elementi di un elettrodo di pH o Redox e la relativa costruzione
devono essere ottimizzati in funzione della corrispettiva applicazione.
Liquidi, elettrolita di riferimento ad alta viscosità, e gel per alte temperature, fino
a 135°C contribuiscono ad avere una tensione di riferimento stabile per mezzo
di un sistema a patrona; questa è una garanzia di riproducibilità dei valori
rilevati per le misurazioni potenziometriche.
Gli elettrodi JUMO di pH e Redox trovano oggi impiego in quasi tutti i
settori: vasche di acqua potabile e piscine, impianti di fognatura comunale e
industriale, impianti di neutralizzazione, controlli finali, industria chimica, per
acque di lavaggio e processo, nei prodotti alimentari, misure di laboratorio,
biotecnica, acquari.
Vetri per le membrane
La parte di rilevazione di un elettrodo per pH viene prodotta con un particolare
tipo di vetro, il cosiddetto vetro per la membrana.
Nel caso più semplice, questo vetro per la membrana viene soffiato a sfera.
Altre forme di vetri delle membrane sono a cono, a coppa arrotondata, a punta,
o piatta.
Per sviluppare un vetro per la membrana idoneo all'uso, c'è bisogno di una
esperienza pluriennale.
Modificando la composizione del vetro fuso, sono necessari diverse serie di
test per garantire la funzione del sensore.
In base ai diversi stati fisici e chimici non esiste „il“ vetro universale idoneo per
tutti gli impieghi.
JUMO dispone di una vasta scelta di vetri per le membrane sviluppata in proprio.
Vetro HT JUMO
Vetro HT JUMO per alte temperature
Vetro speciale per alte temperature fino a 135°C. Le temperature alte sono di
norma „veleno“ per un elettrodo di pH.
La particolare miscela di vetro unitamente all' utilizzo simultaneo di speciali
gel-GH per alte temperature rende in questo caso sicuro l'utilizzo degli elettrodi.
Vetro U JUMO
Il vetro a membrana universale e a bassa resistenza per tutti i normali casi di
utilizzo da pH 0...12 (per breve tempo 14). Il campo tipico di temperatura fino a
80 °C.
Vetro HA JUMO
La composizione del vetro HA è simile a quella del vetro HT. Gli elettrodi di pH
con vetro HA sono specifici per misurazioni in settori con alta alcalinità fino a
pH 14.
Vetro U JUMO
Vetro DS JUMO
Con la sterilizzazione (a vapore) un elettrodo di pH viene esposto per un determinato lasso di tempo ad una temperatura più elevata.
La successiva temperatura di lavoro resta sotto la temperatura di sterilizzazione.
Il vetro DS permette la ripetuta sterilizzazione (a vapore) dell'elettrodo di pH
fino a 135°C.
L' alta riproducibilità contraddistingue questi vetri per la membrana.
Vetro CM JUMO
Particolari miscele di vetro per la membrana, per es. elettrodi di pH ad infilzo.
Elettrodi con vetro per la membrana CM vengono impiegati nella produzione
dei prodotti alimentari o in fluidi semisolidi.
Vetro DS JUMO
Vetro TT JUMO
In presenza di alte temperature i vetri per la membrana hanno la caratteristica
di aumentare radicalmente la loro resistenza interna.
Poiché generalmente sono ancora possibili misurazioni in presenza di temperature inferiori, questo vetro per la membrana ha una particolare composizione a
bassa resistenza. Le misurazioni possibili sono tra –30...+30°C.
Vetro C JUMO
I fluoruri corrodono il vetro e di conseguenza anche la sensibile membrana di
vetro. Membrane JUMO di vetro C sono particolarmente tolleranti al fluoruro
(fino a 1000 mg / l HF).
Membrana piatta
Gli elettrodi a membrana piatta hanno robuste membrane di vetro; queste permettono anche di effettuare misurazioni sulle superfici.
Vetro CM JUMO
Elettrolita di riferimento e diaframma
Elettrolita di riferimento
Misurazioni di pH o di Redox necessitano anche di un contro-elettrodo
chiamato di riferimento.
Questo 'ultimo deve generare un potenziale stabile, indipendente dal pH, verso
il quale viene effettuata la misura dell'elettrodo di vetro o di metallo.
L'unione in un unico corpo di un elettrodo di pH o di metallo con l'elettrodo di
riferimento costituisce la catena di misura.
Presenza di sale
Le seguenti forme di elettrolita si suddividono in:
KCl Liquido
Costituita da una soluzione 3-mole. Gli elettrodi possono essere rabboccati e
hanno di conseguenza una durata maggiore.
Questi elettrodi richiedono una certa "manutenzione", cioè l'elettrolita deve
essere rabboccato regolarmente. Questi elettrodi hanno una migliore prestazione nella misura.
Patrona
Soluzione KCl ad alta viscosità (JUMO-Gel)
Il fluido KCl viene gelificato per mezzo di additivi non pericolosi per la salute.
Secondo gli standard JUMO, le caratteristiche di un elettrodo con riempimento
al gel rimangono inalterate nel tempo.
Con l'aggiunta di una soluzione salina
(riconoscibile da cristalli di sale al suo
interno) viene aumentata la durata; richiede poca manutenzione
Elettrolita solido / gel
Elettrolita di riferimento polimerizzato. Misurazioni molto imprecise e difficilmente
riproducibili.
Sistema di deviazione
Il sistema di deviazione nell'elettrodo di riferimento è la cosiddetta „patrona“
come standard JUMO . Argento/Cloruro di Argento vengono versati in un
piccolo tubetto di vetro o di plastica e posizionati nell'elettrolita di riferimento.
Il tubetto viene chiuso con un materiale poroso. Ne consegue che il restante
elettrolita di riferimento è libero da ioni d'argento. Questa costruzione è lo
standard industriale.
Con elettrodi semplici, per es. per strumenti di misurazione manuale viene
impiegato un filo di derivazione.
L'elettrodo di riferimento è saturo di ioni d'argento, che può portare a una
reazione chimica di blocco del diaframma
Beccuccio di riempimento
Diaframma ceramico
Elettrodi di pH e di Redox, che vengono riempiti di con fluido KCl come
elettrolita, possono essere realizzati con un corpo di vetro sferico e cilindrico .
Il beccuccio serve sia per riempimento che per collegamento al contenitore di
stoccaggio del KCl.
Doka
Per particolari casi di utilizzo è a disposizione un sistema a doppia camera.
La patrona è separata dal diaframma esterno attraverso una seconda camera.
La seconda camera può per esempio essere riempita da una soluzione KNO3
In determinati fluidi che reagiscono chimicamente con il KCl , si possono
effettuare delle misurazioni per lungo tempo.
A causa del lungo precorso di diffusione, gli ioni estranei e nocivi per gli elettrodi,
non hanno un accesso così veloce.
Diaframma
Il diaframma in un elettrodo di pH o di Redox è la parte più importante per la
sicurezza, la riproducibilità, e la velocità di acquisizione del valore misurato.
Mediante diverse forme costruttive verranno valutate le diverse applicazioni
Oggi il diaframma di ceramica fatto di biossido di zirconio è lo standard nelle
industrie di elettrodi di valore .
Questo ha un' ottima proprietà di diffusione : in particolare è importante negli
elettrodi al gel o negli elettrodi con soluzione KCl ad alta viscosità.
Negli elettrodi a basso costo è impiegata una ceramica di bassa qualità.
La JUMO di serie utilizza biossido di zirconio. In base alle applicazioni possono
essere inseriti fino a 3 diaframmi. L'aumento del numero dei diaframmi permette
l'acquisizione degli elettrodi anche con bassa conducibilità, per es. nell'acqua
demineralizzata.
Per la misura in acqua demineralizzata si raccomandano elettrodi con diaframma
levigato.
Per gli elettrodi, che sono riempiti con una soluzione fluida di KCl, può essere
fornito un diaframma di platino (Diaframma Pt)
.
Più fili di platino costituiscono una treccia che viene inserita nel corpo di vetro.
A causa dell'alta concentrazione di KCl gli elettrodi con diaframma Pt sono
relativamente sensibili alla corrente.
Inoltre il materiale di platino è chimicamente molto resistente.
Diaframma al platino
Diaframma a filamento di vetro
Il principio funzionale del diaframma a filamento di vetro si basa sull'azione
capillare
. Un gruppo di filamenti di vetro viene inserito in elettrodi con il
corpo in materiale plastico – nello standard JUMO viene inserito in elettrodi con
gambo in materiale sintetico.
Una modifica più semplice del diaframma a filamento di vetro è il cosiddetto
diframma a filamento di poliolefina.
Il diaframma a filamento viene inserito in elettrodi economici e per strumenti a
misurazione manuale.
Il diaframma ad anello di teflon
viene impiegato in elettrodi che sono utilizzati
in fluidi molto sporchi.
Attraverso l'azione del teflon e la grossa superficie a forma di anello, l'elettrodo
è adatto in particolar modo anche in fluidi grassi e oleosi.
Diaframma in Teflon PTFE
Elettrodi di pH con membrana piatta
Elettrodi a membrana piatta presentano normalmente una membrana di vetro
particolarmente robusta. Speciali vetri, per es. vetro C-JUMO ne permettono
l'utilizzo in fluidi abrasivi per es. nelle galvaniche, nei processi di incisione ecc.
Gli elettrodi possono essere forniti sia con diaframma ceramico che con anello
in teflon.
Inoltre sono disponibili esecuzioni con corpo in materiale plastico; queste
permettono anche misurazioni sulla superficie.
Membrana piatta per pH
Elettrodi di Redox
Per tutti gli utilizzi di disinfezione in piscine e per acqua potabile, nel
trattamento delle acque di scarico industriali e pubbliche o nei controlli di processo, la JUMO produce sensori di qualità per misurazione di potenziale
Redox.
Quello che rappresenta per gli elettrodi di pH la membrana di vetro, viene
denominata "parte attiva" per gli elettrodi di Redox.
Questa consiste in un elettrodo di platino o d'oro a forma sferica o a punta. Tra
la forma sferica o a punta non c'è nessuna differenza.
La catena di misurazione di Redox comprende – come per gli elettrodi di pH –
un elettrodo di riferimento e può essere fornito in base alle applicazioni con
diversi elettroliti o diaframmi.
Coppa in platino
Catena di misurazione di Redox con coppa in platino
Elettrodo di Redox universale per uso industriale, per es. ossidazione dei nitriti
o controllo in acque potabili o di piscina.
È fornibile con diaframma ceramico, oppure ad anello in teflon.
Punta in oro
Punta in oro o platino
Catena di misurazione di Redox con punta d'oro
Elettrodo di Redox universale per uso industriale, per es. riduzione del cromo e
per l'ossidazione dei cianuri. È fornibile con diaframma ceramico oppure ad
anello in teflon.
Elettrodo a doppio metallo con parte attiva platino-platino o platino-oro
Con un idoneo amplificatore di misura viene inviata una tensione alternata su
entrambi gli elettrodi di metallo.
Il potenziale di riferimento genera un elettrodo di riferimento normale.
Utilizzato anche nel settore laboratorio della Karl-Fischer-Tritation.
Sensori in vetro per conducibilità e temperatura
Cella in vetro per la misura di conducibilità con elettrodi al platino
Per la misurazione della conducibilità elettrolitica con il sistema dei 2 elettrodi.
Disponibile con o senza sensore di temperatura integrato.
Doppio elettrodo al platino
Cella in vetro per la misura di conducibilità con elettrodi al platino
Per la misurazione della conducibilità elettrolitica con il sistema dei 4 elettrodi
Disponibile con o senza sensore di temperatura integrato.
Sistema a 4 elettrodi
Termometro in vetro PT100 o PT1000 (termometro di compensazione)
Utilizzato per il rilevamento della temperatura del fluido e per la compensazione
di temperatura, per es. nelle misure di pH. Il corpo in vetro è particolarmente
resistente ai prodotti chimici. A richiesta fornibile anche come PT100 o PT100
doppia.
Multisensori
Sensore di temperatura
Sensore multiplo JUMO Multitrode
Utilizzato per la misura di pH, di potenziale Redox, e temperatura con un unico
sensore.
pH
Redox Elettrodo di riferimento
Tecnica di collegamento degli elettrodi e cavi
A causa delle caratteristiche di alta
impedenza della misura di pH è
necessaria una grossa cura nella fase
del collegamento elettrico tra il
sensore e lo strumento di misura /
regolazione.
Tutti i contatti devono essere placcati
oro.
Come collegamento elettrico sulla
testa degli elettrodi di pH e di Redox si
è affermato in Europa il sistema di
connessione tipo N a 2 poli.
Qui viene mostrata la versione con
o senza
filettatura esterna Pg-13,5.
Questo sistema di collegamento viene
anche commercializzato con i nomi S7
e S8 ed è da molti anni collaudato
nella prassi.
Per elettrodi a più parametri (x es.
combinazione di catena di misurazione
di pH e sonda di temperatura o JUMO
Multitrode) vengono impiegati dalla
JUMO diversi sistemi di connessione.
Il preferito è il sistema a 6 plug (sigla:
SMEK).
Questa si è stabilizzata come standard
presso i diversi produttori di elettrodi e
ha come prassi un valido collegamento
di elettrodi con protezione IP68.
Secondo una raccomandazione del
NAMUR questo sistema di
collegamento è lo standard JUMO.
Come produttore di elettrodi di pH e
Redox JUMO offre ai clienti anche
sistemi di collegamento , ad es. sistemi
VP- / Variopin o Vario-pol .
JUMO può produrre naturalmente tutti i
sensori anche con collegamento a
cavo uscente (con
o senza
filettatura Pg-13,5).
Tecnica di collegamento degli elettrodi e cavi
Come connettore dalla parte degli
strumenti di misura JUMO offre tutti i
seguenti sistemi di connessione:
Connettore N
Connettore con bussola girevole
Connettore DIN
Per misuratori portatili di laboratorio
Connettore BNC
Per misuratori industriali e regolazione,
laboratorio, ecc..
Capicorda a puntale
(per es. l'inserzione del cavo coassiale
in un morsetto)
Altri tipi su richiesta!
Trasformatore di impedenza
Serve per ottenere una trasmissione
del segnale in tensione ad alta
impedenza dell' elettrodo di pH sicura
da disturbi, soprattutto in presenza di
grosse lunghezze di cavo (>20 m) o
campi periferici critici.
Per gli elettrodi di Redox provvede alla
stabilizzazione del segnale di misura.
Una batteria al litio longeva rende
possibile un montaggio successivo
senza ulteriore cablaggio.
In vendita per S7 / S8 e SMEK
Recipiente KCl
Nel programma di produzione si
trovano anche recipienti per la
spedizione e la messa a magazzino
di elettrodi di pH e di Redox (sacca
degli elettrodi).
La base staccabile può essere
utilizzata come utensile per
avvitamento e svitamento degli
elettrodi.
A richiesta spediamo elettrodi JUMO
imballati precedentemente nei
recipienti.
Prodotti JUMO disponibili per la tecnica di analisi
z pH / Redox: sensori e
trasduttori / regolatori
z Sistemi conduttivi o
induttivi per la misura di
conducibilità
z Misurazione dell'ossigeno
disciolto
z Misura di cloro, biossido
di cloro, ozono e perossido
di idrogeno
z Armature ed accessori
z Soluzioni tampone,
di controllo e di pulizia per
gli elettrodi
z Soluzioni su specifica
cliente
Registratore videografico
J LOGOSCREEN AQUA 500
Sistema di rilevazione multiplo per la tecnica di analisi
„ Disponibile con 3 o 6 canali
di misura
„ Per le grandezze pH, Redox,
cloro, biossido di cloro, ozono,
conducibilità e segnali
normalizzati
„ Per tutti gli ingressi di misura:
– rappresentazione dello stato
degli elettrodi in testo chiaro
– diario per documentare le
calibrazioni e le modifiche dei
sensori
– procedure di calibrazione
integrate
– massimo 3 relè di allarme
„ Grande scelta di sensori di misura
per grandezze elettrochimiche e
temperatura
„ Sicurezza del trattamento dei dati
su floppy da 3,5 pollici formattati
Dalla provata piattaforma del
registratore videografico LOGOSCREEN 500 si sviluppa un molteplice
sistema di rilevamento per i più diversi
segnali sensoriali.
Il LOGOSCREEN AQUA 500 può
essere fornito con 3 o 6 canali di
misura.
Come segnali di ingresso oltre a
tensione e corrente e sensori per
segnali di temperatura sono
impostabili grandezze di misura
come pH, Redox, cloro, biossido di
cloro, ozono, o conducibilità.
Sono inoltre contemplate tutte le
funzioni di registrazione.
Inoltre sono integrate nello strumento
le procedure di calibrazione, per es.
per le misure di pH, perciò non è più
necessaria l'installazione di un
trasduttore di pH.
Oltre ai segnali normalizzati (0 ... 10 V;
0(4) ... 20 mA) e agli ingressi delle termoresistenze Pt100, Pt500, Pt1000
possono essere aggiornate e calibrate le seguenti grandezze:
Misura di pH / Redox:
„ Collegare l'elettrodo ad alta
impedenza di pH o di Redox al
trasduttore a due fili JUMO tipo
202710 oppure all'adattatore di
impedenza tipo 2AMZ-20
„ Calibrazione del sensore
mediante menù
„ Calibrazione a 1, 2, 3 punti
„ Compensazione automatica
di temperatura
Conducibilità:
„ collegamento della cella di misura
conduttiva e induttiva mediante
segnale normalizzato, per es.
JUMO CTI-920 Junior secondo il
bollettino 20.2754
„ calibrazione della costante di cella e
del coefficiente di temperatura
„ compensazione di temperatura
automatica
„ curve di concentrazione integrate
(H2SO4, HNO3, HCI,NaOH,
NaCl, KOH)
„ compensazione per l'acqua
demineralizzata secondo ASTM
e USP
Misura di cloro residuo,
biossido di cloro, e ozono:
„ calibrazione a 1 punto
„ correzione della misura di cloro
per pH e temperatura
Per tutti gli ingressi di
misura:
„ valutazione dello stato
dell'elettrodo in testo chiaro
„ diario delle calibrazioni e
dell'invecchiamento del sensore
„ procedure di calibrazione integrate
„ al max 3 relè di allarme
„ interfaccia seriale (opzione)
Richiesta fax
(per il n° di fax, vedere l'indirizzo sottostante)
PR 20017 I „sensori elettrochimici“
❒ Per favore inviatemi una documentazione
Mittente:
dettagliata (Bollettino 20.2900)
❒ Per favore inviatemi una documentazione
Nome
dettagliata Sul JUMO LOGOSCREEN AQUA 500
(Bollettino 20.2595)
Ditta
❒ Inviatemi il Vostro programma di fabbricazione
Indirizzo
Settore
❒ Organizzatemi una visita
Telefono
Con .......................................................................................
Telefax
Telefono.................................................................................
Data .......................................................................................
E-Mail
Data
Timbro e firma
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Via Ciardi, 1
20148 Milano
Telefono: 02 / 40092141
Fax:
02 / 4078105
E-Mail: [email protected]
Internet: www.jumo.it
10.03 / 00426844