Cảm biến pH và ORP là hai loại cảm biến điện hóa quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nhằm giám sát và điều khiển các quá trình hóa học, xử lý nước, sản xuất thực phẩm, dược phẩm, và môi trường. Việc đo chính xác pH và ORP không chỉ đảm bảo chất lượng sản phẩm mà còn giúp tăng hiệu quả vận hành và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn, môi trường.
🔷 1. CẢM BIẾN pH LÀ GÌ?
Cảm biến pH là thiết bị dùng để đo độ axit hoặc kiềm của dung dịch, thể hiện qua chỉ số pH (thang đo từ 0 đến 14). Cảm biến hoạt động dựa trên nguyên lý đo điện thế sinh ra giữa một điện cực thủy tinh (điện cực đo) và một điện cực tham chiếu, từ đó xác định được nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.
- pH < 7: môi trường axit
- pH = 7: trung tính
- pH > 7: môi trường kiềm
📌 Loại tín hiệu: analog (4–20 mA), digital (Modbus RS-485), hoặc trực tiếp giao tiếp với bộ điều khiển.
🔷 2. CẢM BIẾN ORP (REDOX) LÀ GÌ?
Cảm biến ORP (Oxidation-Reduction Potential) hay cảm biến Redox dùng để đo khả năng oxy hóa hoặc khử của một dung dịch, biểu thị bằng điện thế (mV). Cảm biến cũng sử dụng hai điện cực để xác định điện áp sinh ra bởi các phản ứng oxy hóa – khử xảy ra trong dung dịch.
- Giá trị ORP dương (ví dụ: +300 mV): dung dịch có tính oxy hóa mạnh
- Giá trị ORP âm (ví dụ: -100 mV): dung dịch có tính khử mạnh
🔷 3. ỨNG DỤNG CẢM BIẾN pH/ORP TRONG CÔNG NGHIỆP
Cảm biến pH và ORP được ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm:
🏭 Xử lý nước và nước thải:
- Giám sát và điều chỉnh pH trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp
- Kiểm soát ORP trong quá trình khử trùng bằng clo, ozon hoặc UV
- Trung hòa axit hoặc bazơ trước khi xả thải
🍺 Ngành thực phẩm – đồ uống:
- Đo pH trong quá trình lên men (bia, sữa chua, nước mắm…)
- Đảm bảo độ ổn định sản phẩm trong quy trình sản xuất
💊 Dược phẩm và mỹ phẩm:
- Giám sát pH trong sản xuất dược phẩm, đảm bảo đúng chuẩn GMP
- Ứng dụng trong các dây chuyền pha trộn và phối liệu
🧪 Công nghiệp hóa chất:
- Kiểm soát pH trong phản ứng hóa học
- Đảm bảo an toàn và hiệu quả trong các bể trộn, quy trình trung hòa
🏊 Bể bơi và xử lý nước sinh hoạt:
- Đo và điều chỉnh pH/ORP để duy trì nước sạch và an toàn cho người dùng
- Điều khiển bơm châm hóa chất tự động (acid, chlorine, soda…)
🔷 4. CẤU TRÚC VÀ TÍNH NĂNG CẢM BIẾN pH/ORP HIỆN ĐẠI
- Vỏ cảm biến: làm bằng nhựa PVC, PVDF, hoặc thân kính đặc biệt chịu hóa chất
- Đầu đo: điện cực thủy tinh hoặc platinum/gold
- Nhiệt độ hoạt động: thường từ 0–80°C, có thể lên tới 130°C tùy model
- Tính năng bổ sung:
- Bù nhiệt tự động (ATC) qua đầu dò nhiệt
- Giao tiếp số (Modbus, HART)
- Cảm biến thông minh (smart sensor): lưu trữ hiệu chuẩn, phát hiện lỗi
🔷 5. TÍCH HỢP VỚI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Cảm biến pH/ORP thường được kết nối với các bộ hiển thị – điều khiển như Senseca MULTICON-H, Siemens LOGO, Endress+Hauser Liquiline, hay các hệ thống SCADA/BMS, để:
- Hiển thị giá trị theo thời gian thực
- Lưu trữ dữ liệu đo
- Xuất tín hiệu điều khiển (relay, analog) để kích hoạt bơm hóa chất, van, hoặc gửi cảnh báo
📌 Gợi ý: Với yêu cầu đo nhiều kênh (pH, ORP, nhiệt độ, mức, lưu lượng…) trong một hệ thống xử lý nước hoặc công nghiệp, có thể sử dụng bộ điều khiển đa kênh như MULTICON-H để kết nối đồng thời nhiều cảm biến, giám sát tập trung, đồng thời tích hợp SCADA dễ dàng.