Электронный ph метр своими руками

РН-МЕТРИЯ ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ.

Часть 1. Что можно сделать самому.

В этой серии статей речь пойдет о рН-метрии. Большинство аквариумистов традиционно пользуются капельными тестами для измерения рН, основным недостатком которых является сложность в восприятии оттенков и недостаточная точность определения. Кроме этого, отсутствует возможность автоматического управления кислотностью аквариумной воды. Другой способ – электронные рН-метры. В настоящее время на рынке широко представлены как портативные приборы для измерения рН, так и специализированные аквариумные рН-контроллеры, но их цена пугает. А такой ли уж дорогой этот прибор.

Зная принципы рН-метрии и особенности используемых электродов можно подобрать более дешевый аналог, в ряде случаев восстановить нерабочий электрод и даже собрать простенький прибор для измерения потенциалов рН-, редокс- и ион-селективных электродов. А позже доберемся и до самодельного рН-контроллера.

Об особенностях электродов для измерения рН речь пойдет позже, а сейчас надо сказать, что потенциал стеклянного рН-электрода изменяется на 55-59 мВ на единицу рН. Зависимость линейная, это упрощает схему приборов и расчеты.

ЧАСТЬ 1. ЧТО МОЖНО СДЕЛАТЬ САМОМУ.

Вот он, по случаю позаимствованный в лаборатории, стеклянный лабораторный рН-электрод ЭС-11.7. Он использовался в паре с хлорсеребряным электродом сравнения ЭСР-01.

Без измерительного прибора – это совершенно бесполезные игрушки, но не все потеряно…

Как было сказано выше, потенциал рН-электрода изменяется на 55-59 мВ на единицу рН. Но обычный, даже достаточно дорогой милливольтметр для измерений не подойдет. Измерительный прибор должен иметь входное сопротивление порядка 10 9 – 10 12 Ом, а сопротивление большинства цифровых мультиметров 10 6 – 10 7 Ом.

Для того чтобы увеличить входное сопротивление прибора, на вход можно поставить операционный усилитель (повторитель) с высоким входным сопротивлением.

Схема включения стандартная, напряжение питания 5-15 В (в зависимости от выбранной микросхемы).

В качестве усилителя подойдут следующие микросхемы:

LMC 6001 – достаточно дефицитная и дорогая микросхема (порядка 10$) с входным током около 25 фА, используется на входе лабораторных рН-метров и иономеров. Входные параметры этой микросхемы позволяют работать со всеми типами электродов, включая ион-селективные и высокоомные рН-электроды.

СА3140 – операционный усилитель с входным сопротивлением 1*10 12 Ом и током 2 п A . Чуть хуже, но значительно дешевле.

LF 444 – четырехканальный усилитель с входным сопротивлением 10 12 Ом, ток 5 пА.

OPA 344 – усилитель с входным сопротивлением 10 13 Ом и типовым входным током 0,2 пА. Бывает в двухканальном ( OPA 2344) и четырехканальном ( OPA 4344) исполнении. Аналог – OPA 345.

И ряд других микросхем с аналогичными параметрами.

При изготовлении такого повторителя для уменьшения высокочастотных помех провод электрода должен быть экранирован и заземлен. Электроды изначально имеют такой провод, остается его только заземлить. Защита выполняется следующим образом:

Возможно заземление на общий провод, как в схеме с микросхемой LF 444 (см ниже).

Если это устройство подключить к цифровому вольтметру, то можно с высокой точностью измерять потенциал рН-электрода, который будет в пределах +/-400мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Это потенциал рН-электрода в мВ, но не рН. Перевести это значение в единицы рН можно по графику, который легко нарисовать при калибровке по двум точкам. График будет иметь такой вид (изменение наклона кривой – температурная зависимость потенциала):

Надо сказать, что такой повторитель с коэффициентом усиления, равным 1, позволяет напрямую измерять потенциал редокс-электродов.

Но рисовать график и каждый раз пересчитывать милливольты в единицы рН не всегда удобно. Чтобы измерительный прибор сразу показывал рН, необходимо сделать некоторые коррекции, т.е. подобрать коэффициент усиления, чтобы на выходе усилителя зависимость была 100мВ/рН или 1В/рН и сместить сигнал относительно нуля.

Готовые конструкции есть в описании некоторых микросхем. Пример использования микросхемы LF 444:

Более простая схема в описании микросхемы LMC 6001. Она реализована на двух операционных усилителях, первый усиливает сигнал и имеет настройку коэффициента усиления, на втором сигнал инвертируется и напряжение смещается на заданную величину.

По этой схеме с небольшими изменениями я собрал пробный вариант рН-метра на двух микросхемах СА3140. С дешевеньким цифровым мультиметром эта приставка выдает стабильное значение рН до второго знака после запятой, а при качественной калибровке погрешность прибора при измерении рН не хуже 0,02. Если измерения и калибровка проводятся при одинаковой температуре, то использовать термозависимый резистор R 1 необязательно.

Пример готовой конструкции:

Размеры печатной платы 4,5*2,5 см. Ее можно разместить в батарейном отсеке мультиметра, а питание схемы и измерительного прибора производить от внешнего источника питания. Чтобы исключить утечку тока через место пайки, неинвертирующий вход микросхемы не следует паять на плату.

Читайте также:  Обязательно ли глистогонить кота перед прививкой

Настройку и калибровку следует проводить следующим образом: Опустить рН-электрод в калибровочный раствор с рН=7,0 (желательно использовать раствор, рН которого близок к изопотенциальной точке электрода) и переменным резистором R 8 установить на выходе 700 мВ (рН=7,00). Затем промыть электрод в дистиллированной воде и опустить в калибровочный раствор с рН=4,0 или 10,0, переменным резистором R 3 установить на выходе 400 или 1000 мВ соответственно (рН=4,00 или рН=10,00). На этом калибровка завершена. Если переменными резисторами не удается откалибровать прибор, то следует подобрать сопротивление резисторов R 2 и R 7.

P . S . Более подробную информацию о параметрах микросхем см. в технической документации.

Состав почвы на участке определяет качество и количество урожая, которое сможет собрать садовод. На состояние растений влияют такие показатели, как наличие вредных и полезных микроорганизмов, тяжелых металлов, различных примесей, а также уровень кислотности.

Именно этот показатель определяет, какая флора взойдет на участке, а какая будет слабой и болезненной. Для того, чтобы узнать состав земли лучше понадобится измеритель кислотности почвы. О том, какими измерителями пользуются садоводы сегодня и как их использовать поговорим в этой статье.

Способы измерения

Существует несколько вариантов:

  • Лакмусовая бумага.
  • Электронные анализаторы.
  • Народные средства.
  • Растения, реагирующие на изменение почвенного состава.
  • Отправка образца почвы в лабораторию для исследования.

Лакмусовая бумага

Индикаторные полоски считаются одним из наиболее точных способов анализа почвы!

Главными преимуществами лакмусовой бумаги являются доступность, небольшая цена и простота в обращении.

Для того, чтобы проверить землю с помощью лакмусовой бумаги, нужно совершить несколько шагов:

  1. 3-4 горсти земли залить чистой водой и перемешать до однородного состояния.
  2. Спустя 15 минут субстанцию следует перемешать повторно.
  3. Дождаться образования слоя жидкости в верхних слоях.
  4. Приложить лакмусовую бумагу к жидкости.

К индикаторным полосам прикладываются инструкции по применению, дающие определение цветам, которые обретает бумага после контакта с почвой.

Для большинства полос интерпретация цветов, следующая:

  • Красный цвет – повышенный уровень кислотности (рН >5.0).
  • Оранжевый цвет – умеренный уровень кислотности (рН

5.0).
Желтый цвет – низкий уровень кислотности (рН Электронные анализаторы

Бытовые измерители кислотности являются упрощенными вариантами лабораторных приборов.

Благодаря созданию таких узкоспециализированных устройств с интуитивным управлением, узнать состав почвы теперь может каждый садовод. Ценовой диапазон у данных метров широк – можно найти модели как за 300 рублей, так и за 20 000. Однако большая часть приборов не выходит за рамки 3 000 рублей, что делает их очень доступными.

Все электронные анализаторы делятся на две больших группы:

  • Приборы, оснащаемые зондом-электродом – работают непосредственно с землей. Для получения результата садоводу не требуется брать на пробу горсти земли – достаточно опустить зонд в любой точке на участке;
  • Универсальные приборы – работают по принципу лакмусовой полоски. С участка берется образец земли и растворяется в воде, после чего в субстанцию опускается устройство. Такие анализаторы работают с разными типами жидкостей.

Анализаторы с электродом

В связи с тем, что у разных производителей анализаторы могут иметь свои технические нюансы, дать универсальную характеристику этим приборам невозможно.

Мы рассмотрим метр с внешним электродом. Наличие этого электрода делает возможным его применение без участия элементов электропитания.

Устройство прекрасно подходит для определения уровня кислотности в следующих вариантах:

  • Приусадебные участки.
  • Комнатные горшки с цветами.
  • Теплицы и оранжереи.

При работе с данным анализатором важно соблюдать четкую последовательность действий:

  1. Вырыть в нескольких местах участка ямы, глубиной в 10 сантиметров.
  2. Налить в ямы кипяченую чистую воду.
  3. Обождать несколько минут – вода должна пропитаться почвой.
  4. В полученный раствор вставить щуп и обождать минуту.
  5. Получить итоговые данные на индикаторе.

Важно делать замеры не только по всему участку, но и в разное время. Кислотность почвы – это непостоянная величина, которой свойственны колебания. Чтобы узнать все особенности земли на участке, необходимо проверять ее с определенной периодичностью.

Универсальные анализаторы

В число универсальных анализаторов входят большинство экспресс-метров, направленных на получение быстрого результата. Многие универсальные устройства помимо определения кислотности имеют и прочие функции, такие как измерение температуры жидкости.

Большинство моделей данного типа просты в эксплуатации и состоят из:

  • Дисплея, на котором отображаются значения.
  • Кнопок включения/выключения и переключения режимов.
  • Датчика, погружаемого в жидкость.

Среди преимуществ экспресс-анализатором отметим основные:

  • Автоматическая калибровка с помощью специальной кнопки.
  • Корпус, устойчивый к попаданию влаги.
  • Небольшие размеры, позволяющие метру легко уместиться в руке.
  • Наличие режима автономной работы.

Советы по применению

Перед тем, как приступать к измерениям нужно убедится в том, что почва находится в подходящем состоянии. Нередко садоводы получают неправильные данные не из-за неисправности техники, а из-за некорректного пользования устройством.

Чтобы избежать неполадок, следуйте нескольким простым правилам:

  • Нельзя измерять кислотность почвы после внесения каких-либо удобрений. Чтобы показания прибора были точны, нужно обождать 4-5 дней после внесения удобряющих компонентов. Лучше всего производить замер до этой процедуры.
  • За один подход необходимо сделать три замера, после чего рассчитать среднее значение – оно и будет конечным результатом.
  • Стержень анализатора должен быть чистым. После каждого применения его надлежит протирать тканевыми салфетками.
Читайте также:  Как перевести йорка на натуральный корм

Популярные модели

ETP111 PH метр с внешним электродом

Данный прибор одинаково годится для анализа почвы как на участке, так и в комнатном горшке. Подходит для использования в температурных рамках от +5 до 50 градусов. Внешний электрод крепится к корпусу устройства с помощью провода, что делает его применение более удобным. Диапазон измерения метра составляет 2.5.-9.0.

ETP307 PH метр 3 в 1

Прибор позволяет измерить кислотность, степень влажности почвы, а также степень освещенности. Стоимость такого устройства, не доходящая до тысячи рублей, делает его очень выгодным приобретением для садоводов, которым требуются показатели всех трех категорий. Измеритель работает без батарей и снабжен щупом, длина которого составляет 16 сантиметров. Перед применением прибора необходимо предварительно увлажнить почву. Диапазон измерения метра составляет от 3.0. до 8.0.

АМТ-300 Электронный анализатор уровня PH

Как и предыдущий экземпляр, данный электронный анализатор предоставляет информацию сразу о трех характеристиках почвы – кислотность, освещенность, температура. Благодаря компактным размерам и простоте в обращении, устройство является одним из самых популярных на рынке. Подходит для всех типов почвы. Диапазон измерения метра составляет 3.4.-9.0.

HM Digital PH-80

Функционирует с помощью электрода, который располагается в самом корпусе устройства. Метр работает только с жидкостями, потому для получения актуальных показателей, почву нужно предварительно разводить в воде. Калибровка метра производится автоматически – достаточно одного нажатия кнопки. Большие размеры дисплея делают анализатор удобным в эксплуатации. Прибор обладает одним из самых больших диапазонов измерения: 0.0.-14.0.

pH метр Milwaukee MW101

Полупрофессиональное устройство, позволяющее получить всеобъемлющую информацию о почве, маслах, жирах и эмульсиях. Анализатор пригоден для использования как в тепличных, так и в полевых условиях. В комплектации к метру идут все необходимые аксессуары – электрод, батарея, отвертка и раствор для калибровки, а также удобный кейс для переноски. Рабочий диапазон температуры – от 0 до 50 градусов. Диапазон измерения метра составляет от 0.0. до 14.0.

Пользование народными средствами не дает точного результата, как в случае с анализаторами, однако позволяет получить общие сведения о земле.

Народные методы

Еще до развития технологий садоводы умели определять кислотность почвы – для этого им не требовались никакие покупные средства.

К подручным средствам, реагирующим на кислотность почвы, относятся:

  • Уксус. Чтобы продукт подействовал, его нужно распределить по разным частям участка. Если на выбранных участках появятся пузыри, то это будет указывать на нейтральную почву. Если же никаких изменений не произойдет, значит почва имеет повышенную кислотность. При этом, если уксус перемешать с содой, то он начнет пузыриться уже на кислой почве;
  • Листья смородины (вишни). Из листьев нужно приготовить настой, заваривая их на протяжении 15 минут в небольшой емкости. После того, как заварка закончится, в емкость нужно погрузить горсть земли и следить за изменением цвета жидкости. Красный цвет говорит о повышенной кислотности, зеленый – о нейтральности, а синий – о слабощелочной реакции;
  • Красная капуста. Листья растения тонко нарезаются и помещаются в кастрюлю с кипящей водой, а затем стоят на газу на протяжении нескольких минут. В результате вода должна окраситься в фиолетовый оттенок. Раствор снимается с газа и остывает, после чего в него опускают почву. Порозовение оттенка свидетельствует о кислом составе земли, появление синего или зеленого оттенка указывает на щелочную реакцию.

Лаборатория

Анализом почвы занимаются и бюджетные, и частные организации. К их числу относятся как центры санитарно-эпидемиологических заключений, так и межобластные ветеринарные лаборатории. Стоимость такой услуги варьируется от 400 до нескольких тысяч рублей.

Для того, чтобы направить почву на анализ, нужно либо направить ее в лабораторию, либо дождаться приезда специалистов, которые осуществят забор материала.

В лабораторных условиях возможны следующие варианты исследований:

  • Механический анализ (определение типа почвы, а также соотношение в ней грунта, песка и т.д.)
  • Химический анализ (определение состава почвы, концентрации питательных веществ, тяжелых металлов, уровня кислотности, общего уровня загрязненности и т.д.)
  • Микробиологический анализ (определение наличия в составе почвы бактерий, грибов и прочих микроорганизмов).
  • Минералогический (определение в составе почвы первичных и вторичных минералов, определение илистой, коллоидной и глиняной составляющих грунта).

Анализ почвы на уровень кислотности – это простая процедура, научится которой не составит особого труда. Наиболее надежными принадлежностями для проверки земли на участке являются электронные анализаторы или лакмусовые полоски. Народные методы также дают важную информацию о состоянии почвы, но их целесообразнее использовать в качестве вспомогательного варианта.

Видео-обзор: какой лучше выбрать анализатор почвы. Сравнение 10 моделей

Уровень рН чрезвычайно важен в гидропонике. Как при повышении, так и при понижении этого показателя питательный раствор не сможет отдавать растениям все необходимое, питательные вещества перестанут усваиваться, что неизбежно приведет к гибели цветов, овощей, ягод и всех прочих культур в гидропонной установке.

Читайте также:  Как выглядит ушной клещ у собак фото

В связи с этим обязательно нужно периодически измерять уровень рН питательного раствора, следя, чтобы он находился в пределах нормы, то есть 5,5-5,7. К слову, для почвы этот показатель должен быть значительно выше — около 7.

Однако не всегда рН-метр есть под рукой и не всегда даже есть возможность его купить, особенно если поблизости нет специализированных или просто цветочных магазинов. Но, к счастью, многое можно делать в гидропонике своими руками, в том числе и рН-метр. Эта самоделка стара как мир, была описана еще в советской энциклопедии, но не потеряда своей актуальности и сегодня, в век высоких технологий. А уж когда под рукой нет нужного прибора, это изобретение может стать настоящим спасением и для гидропониста, и, разумеется, для растений.

Итак, делаем рН-метр для гидропоники своими руками. Нам понадобятся простые предметы, которые обычно есть в каждом доме: красная капуста, кастрюла, вода, хороший нож, пипетка, марля и бумага.

Как изготовить рН-метр для гидропоники своими руками

Изготовить индикатор очень просто. Нарезанную капусту отваривают в воде, а затем тщательно процеживают через несколько слоев марли. Процеживать отвар нужно несколько раз, после каждого процеживания марлю необходимо хорошо прополаскивать в чистой проточной воде. Когда в отваре не останется никаких частичек, и он будет чистым, можно считать процеживание оконченным.

Теперь нужно взять бумагу и нарезать на полоски. Размер полосок может быть самым разным, главное, чтобы ими было удобно пользоваться. Теперь эти полоски нужно поместить в остуженный и процеженный капустный отвар, в котором они должны находиться около 4-5 часов, чтобы полностью пропитаться. По окончании этой процедуры полоски извлекают и просушивают. Все, самодельный индикатор рН для гидропоники своими руками готов к использованию, можно тестировать питательный раствор.

С помощью пипетки каплю раствора помещают на полоску индикатора и следят за изменением цвета полоски-теста. Оптимальный вариант — светло-лиловый цвет полоски (см. рисунок). Если она окрасилась в такой цвет, то волноваться не о чем — рН раствора находится в пределах 5,5-6.

Тест рН метра для гидропоники своими руками

Чтобы убедиться, что наш индикатор работает правильно, можно измерить рН разных жидкостей, которые есть на каждой кухне. Например, рН уксуса —2,0; апельсинового сока — 3,0; томатного сока — 4,0; обычной воды из-под крана — 7,0.

Разумеется, такой рН-метр не покажет кислотность питательного раствора абсолютно точно, но все же с точностью до 0,5 измерения сделать можно, а для многих культур такие измерения можно считать удовлетворительными.

Если же требуются более точные показатели, то придется разориться на приборы контроля.

Работа TDS метра основана на электропроводности водной – электроды, погруженные в водную среду, создают между собой электрическое поле. Чистая дистиллированная вода сама по себе ток не проводит, образуют его растворенные в воде различные примеси и соединения.

Солемер или TDS метр – это стационарный малогабаритный прибор для измерения жесткости воды и процентного содержания в ней разного вида веществ.

Кокосовый субстрат, изготавливаемый из растертой в мелкую крошку кожуры и волокон кокосового ореха, − достаточно молодой материал.

Чтобы пересаженные цветы хорошо росли и развивались, их корням необходима влага и возможность дышать через земляную почву. Обычная земляная смесь представляет собой достаточно плотную субстанцию, плохо пропускающую живительную влагу и воздух к корням.

Керамзитовый дренажный материал или керамзит – это одна из разновидностей субстрата применяемая для укоренения черенков роз гвоздик и иных цветочных растений.

В прошлом веке ученые открыли вещества, влияющие на работу тех или иных функций растения. С помощью этих веществ, каждый садовод может повлиять на жизненный цикл растения, ускорить или замедлить его развитие. Подобные вещества называют стимуляторами роста.

Современные технологии позволяют контролировать развитие растений по воле человека. Еще в 20 веке ученые открыли фитогормоны, вещества, стимулирующие все процессы жизнедеятельности и контролирующие их протекание

При выращивании растений без солнечных лучей нужно сильно постараться, чтоб предоставить все необходимое. Ведь питается растение именно световыми лучами, без которых рост и развитие невозможно, грунт и удобрение играют второстепенную роль.

  • Интернет магазин ООО «АгроДом»
  • Страна: Россия
  • E-mail: [email protected]
  • Телефон: 8 (800) 555–42–84
  • Мы работаем: пн-пт 9:00–23:00; сб 10:00–19:00; вс 12:00-20:00

Узнайте первым о предстоящих акциях и скидках. Мы не рассылаем спам и не передаем email третьим лицам

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *