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Yokogawa PH4/OR4 系列 pH 与 ORP 传感器（IM12B10B00-01EN）
时间: 2025-10-30浏览次数：
Yokogawa PH4/OR4 系列 pH 与 ORP 传感器（IM12B10B00-01EN）
Yokogawa PH4/OR4 系列 pH 与 ORP 传感器（IM12B10B00-01EN）
产品定位与核心系列
1. 核心定位
PH4/OR4 系列是针对不同严苛工况设计的专用型电化学传感器，通过差异化材质（如抗 HF 玻璃、全氟弹性体）、电解质类型（聚合物电解质、高粘度凝胶）及结构（内置 RTD、加压式设计），解决普通传感器在强腐蚀、高温、高粘度等场景下的测量稳定性问题，同时兼容横河主流变送器，满足工业级可靠性需求。
2. 系列型号与适用场景
系列包含 9 款细分型号，按测量参数（pH/ORP）与工况适配性分类，核心差异如下：
型号系列 类型 核心特点 适用场景
PH4P/PH4PT 聚合物电解质 pH 传感器 内置聚合物电解质（含 KCl），无液体泄漏风险；PH4PT 带 Pt1000 RTD（温度补偿）； 通用场景（如市政污水、中性溶液），无需频繁补充电解质；
PH4F/PH4FT 抗 HF 腐蚀 pH 传感器 采用抗 HF 玻璃材质，耐受低 pH（2~11）与 HF 浓度（pH2 时≤500 ppm）；PH4FT 带 RTD； 含氢氟酸的场景（如半导体清洗、氟化工）；
PH4C/PH4CT 化工专用 pH 传感器 宽 pH 量程（0~14），内置加压凝胶电解质（初始 250 kPa），防介质渗入；PH4CT 带 RTD； 强酸碱、高粘度介质（如化工反应釜、酸碱中和工艺）；
OR4P/OR4C ORP 传感器 OR4P（聚合物电解质，铂丝电极）、OR4C（加压凝胶，铂环电极）； OR4P：通用氧化还原场景（如污水处理消毒）；OR4C：易污染场景（如含硫化物溶液）；
PH4FE 发酵专用 pH 传感器 长轴设计（120/200mm），开放式电解质补充口，适配发酵罐深层测量； 生物发酵过程（如制药、食品发酵），需定期补充电解质；
技术规格详解
1. 基础测量参数
参数类别 规格详情（以典型型号为例）
pH 测量 量程：PH4P/PH4CT 0~14 pH，PH4F 2~11 pH；
精度：斜率≥96%（25℃），不对称电位 ±15 mV；
响应时间：t₉₀＜15 秒（pH 7→4 阶跃）；
ORP 测量 量程：-1500~+1500 mV；
电极材质：OR4P（铂丝）、OR4C（铂环）；
参比系统：Ag/AgCl（含 KCl 电解质）；
温度适配 不带 RTD 型号：-20~70℃（环境），工艺温度依型号不同 0~105℃；
带 RTD 型号（如 PH4PT）：内置 Pt1000（-20~200℃），用于温度补偿；
压力适配 常压型号（PH4P/PH4F）：最大浸入深度 3m；
加压型号（PH4C/OR4C）：初始 250 kPa，随使用逐渐下降，需避免工艺压力超过传感器内压；
接触材质 主体：硼硅玻璃 / 抗 HF 玻璃；
电解质：PH4P（聚合物）、PH4C（高粘度凝胶）、PH4FE（3M KCl-LR）；
密封件：氟橡胶（FPM）/ 全氟弹性体（FFKM，可选 / PF）；
防护与安装 无明确 IP 等级，需配合支架（如 PH8HS/PH8HF）实现防水；安装角度需≥15°（水平向上），避免气泡残留；禁止户外或导管悬挂使用；
2. 关键工况限制
部分型号存在严格工况限制，选型时需重点关注：
PH4F/PH4FT（抗 HF）：HF 浓度上限随 pH 升高而提升（pH2 时 500 ppm、pH4 时 10000 ppm），温度上限 80℃；
PH4C/PH4CT/OR4C（加压式）：工艺压力需≤传感器内压（初始 250 kPa），内压可通过传感器内细管 “气层长度” 判断（气层越短，内压越高）；
PH4FE（发酵专用）：仅适配定制支架，禁止与 PH8HS/PH8HF 通用支架搭配，需定期打开电解质补充口检查液位；
选型指南：型号与后缀代码
1. 核心选型维度
选型需明确测量参数（pH/ORP）、工况（温度 / 压力 / 介质腐蚀性）、配套设备（变送器 / 支架） 三大维度，优先匹配型号后，通过后缀代码确定细节配置：
选型维度 关键考虑因素 示例（如化工含 HF 场景）
测量参数 pH 选 PH4 系列，ORP 选 OR4 系列； 含 HF 的 pH 测量→PH4F；
温度补偿 温度波动大（＞5℃）选带 RTD 型号（如 PH4FT），否则选基础型号（如 PH4F）； 工艺温度 20~80℃波动→PH4FT；
安装支架 浸入式选 PH8HS，流通式选 PH8HF，需搭配对应适配器（如 / S3 不锈钢适配器）； 管道安装→PH8HF 支架 + PH4F+/S3（不锈钢适配器，防酸性腐蚀）；
电缆与端子 电缆长度（03=3m、05=5m 等），端子类型匹配变送器（如 E 型针端子适配 FLXA202）； 变送器距离传感器 5m→PH4FT-05-E；
密封件材质 有机溶剂 / 高温碱选 FFKM（/PF），普通场景选氟橡胶（默认）； 含乙醇的场景→PH4F+/PF；
2. 后缀代码含义
后缀代码用于确定传感器的适配器材质、电缆长度、端子类型、密封件等细节，核心代码含义如下：
后缀代码 分类 核心选项
/S3//PP//PV 适配器材质 /S3（SUS316 不锈钢，防酸性腐蚀）、/PP（聚丙烯，中性场景）、/PV（硬聚氯乙烯，低成本）；
/HPV//TN 特殊适配器 /HPV（耐热聚氯乙烯，80℃上限）、/TN（钛材质，强腐蚀场景）；
/PF 密封件材质 全氟弹性体（FFKM），适配有机溶剂、高温碱（如＞80℃ NaOH 溶液）；
-03/-05/-10 等 电缆长度 数字代表长度（单位：m），如 - 03=3m，最长 20m；-00 为无电缆（需配端子盒）；
D/E/F/G 端子类型 D（叉形端子，适配 PH400G）、E（针端子，适配 FLXA202）、F/G（环形端子，适配 FLXA21）；
安装与接线流程
1. 安装前准备
（1）拆箱与检查
确认传感器外观无破损（玻璃主体、电缆无裂痕），型号与后缀代码（如 PH4F-05-E/S3）与订单一致；
检查附件完整性：存储帽（含保护液）、O-ring（默认氟橡胶，可选 / PF）、适配器（如 / S3）；
移除存储帽时，用螺丝刀拧下蓝色垫片处螺丝，避免损坏玻璃电极；检查 PH4C/OR4C 的 “气层长度”（确认内压正常）。
（2）安装选址要求
避免气泡聚集处（如管道顶部）、死区或流速过高（＞2 m/s）位置，防止响应延迟或电极磨损；
抗 HF 型号（PH4F/PH4FT）需远离强氧化性介质（如浓硝酸），避免玻璃腐蚀加速；
危险区域安装需符合 IEC 60079-14 标准，作为 “简单设备” 需与隔离型变送器（如 FLXA202）配套，接地电阻≤1Ω。
2. 核心安装步骤（以流通式支架 PH8HF 为例）
（1）适配器与 O-ring 组装
选择适配器：根据介质腐蚀性选材质（如酸性介质选 / S3 不锈钢适配器），将 O-ring（默认 FPM 或可选 / PF）套在适配器凹槽内；
预装传感器：将传感器穿过支架固定螺母，插入适配器，确保玻璃电极完全接触介质通道（无空气残留）；
拧紧固定：顺时针拧紧螺母至 O-ring 压缩密封（避免过紧损坏玻璃），中压型号（PH4C/OR4C）需确认工艺压力≤传感器内压。
（2）电缆与端子连接
传感器电缆含 4~5 芯线（带 RTD 型号多 1 芯），需按端子定义连接至变送器（如 FLXA202），不同端子类型接线方式一致：
电缆芯线功能 对应端子（FLXA202 为例） 备注
pH/ORP 指示电极（GE） 15 号端子 传输测量信号，需确保接线牢固，避免干扰；
参比电极（RE） 13 号端子 与指示电极形成回路，需单独接地；
接地电极（SE） 14 号端子 消除接地电位差，必须可靠接地（接地电阻≤1Ω）；
RTD（T1/T2，带 RTD 型号） 11/12 号端子 仅 PH4PT/PH4FT/PH4CT 有，用于温度补偿；
VP 连接器操作：旋转传感器连接器使凹槽与电缆连接器凸点对齐，轻轻插入后拧紧螺母（仅拧塑料部分，避免玻璃破损）；
端子盒使用：远距离安装（＞10m）需配 WTB10 端子盒，总电缆长度≤20m，避免信号衰减。
运维与校准
1. 日常维护
（1）电解质补充与更换
PH4P/PH4F/OR4P（聚合物 / 凝胶型）：无需补充电解质，寿命到期（通常 1~2 年）后整体更换传感器；
PH4C/OR4C（加压型）：初始内压 250 kPa，使用 1 年后降至约 125 kPa，若工艺压力超过内压，介质渗入导致传感器失效，需提前更换；
PH4FE（发酵专用）：定期打开电解质补充口，补充 3M KCl-LR 溶液至液位线，避免干烧。
（2）电极清洁
依介质污染类型选择清洁方式，仅清洁传感器尖端（避免损坏电缆 / 连接器）：
无机污垢（水垢、盐类）：用软布蘸 1~2% 稀盐酸擦拭，再用纯水冲洗；
有机污垢（油脂、生物膜）：浸泡于中性洗涤剂溶液（30 分钟～2 小时），或发酵场景用蛋白酶溶液（如含胃蛋白酶的盐酸溶液）；
ORP 电极氧化：用软布蘸牙膏（轻微研磨剂）擦拭铂丝 / 铂环，去除氧化层。
2. 校准流程
（1）pH 传感器校准（两点校准法）
准备缓冲液：选择与工艺 pH 接近的两点（如 pH4.01+6.87，或 pH6.87+9.18），温度与工艺一致；
清洁传感器：用纯水冲洗传感器，吸干表面水分（避免缓冲液稀释）；
第一点校准：浸入第一缓冲液（如 pH6.87），待读数稳定后，按变送器（如 FLXA202）提示执行 “零点校准”；
第二点校准：用纯水冲洗后浸入第二缓冲液（如 pH4.01），执行 “斜率校准”，确保斜率≥96%；
验证：校准后返回第一缓冲液，误差需≤0.02 pH，否则重新清洁并校准。
（2）ORP 传感器校准（醌氢醌标准法）
配制标准溶液：1g 醌氢醌粉末溶解于 200mL pH7.00 缓冲液，搅拌至饱和；
校准操作：将 ORP 传感器浸入标准溶液，待读数稳定后，按变送器提示输入理论值（pH7 时 ORP=88 mV，rH=23.6）；
误差允许：校准误差≤±10 mV，若超差需清洁铂电极后重新校准。
3. 存储与再生
短期存储（＜1 个月）：套上存储帽，注入 1.5~2mL 3.3M KCl 溶液，避免电极干燥；
长期存储（＞1 个月）：建议每 3 个月更换存储液，防止电解质变质；
传感器再生：若传感器干燥或响应变慢，pH 传感器可浸泡于 0.1M NaOH（10 分钟）→0.1M HCl（10 分钟）→3.3M KCl（15 分钟）；ORP 传感器用研磨剂清洁铂表面。
