Was ist Redox-Messung und wann setzen Sie einen Redox-Sensor ein?
Das Redoxpotenzial (ORP) ist ein Maß für die Fähigkeit einer Flüssigkeit, als Oxidations- oder Reduktionsmittel zu wirken. Ein Redox-Sensor misst die elektrische Spannung, die angibt, in welchem Ausmaß eine Flüssigkeit oxidierend oder reduzierend wirkt. Dies ist relevant bei Anwendungen, bei denen die Anwesenheit von Oxidations- oder Reduktionsmitteln den Prozess bestimmt — beispielsweise bei der Chlorregelung in Schwimmbädern oder Kühltürmen, der Überwachung von Abluftwäschern oder der Halbleiterproduktion. Die Redox-Messung wird häufig mit der pH-Messung kombiniert, da beide Parameter zusammen ein vollständiges Bild des chemischen Zustands einer Flüssigkeit liefern.
Welche Typen von pH-Sensoren gibt es?
Es gibt drei Haupttypen von pH-Sensoren für den industriellen und prozesstechnischen Einsatz, die jeweils für unterschiedliche Bedingungen geeignet sind.
Kombinations-pH-Elektroden enthalten sowohl eine Mess- als auch eine Referenzelektrode — bei FIP und Georg Fischer zusätzlich einen integrierten Temperatursensor — in einem einzigen Gehäuse. Dies macht sie kompakt und einfach zu installieren. Sie sind für ein breites Spektrum von Prozessanwendungen geeignet, von der Trinkwasseraufbereitung und Kühlwassersystemen bis hin zu Schwimmbädern und Umkehrosmoseanlagen.
Differential-pH-Elektroden verwenden eine zusätzliche Masseelektrode neben der Mess- und Referenzelektrode. Dieses Design macht die Messung unabhängig von elektrischen Strömen in der Flüssigkeit und verhindert eine Verunreinigung der Referenzelektrode durch das Prozessmedium. Wählen Sie diesen Typ, wenn Sie mit Medien arbeiten, die die Referenzelektrode eines Standard-Kombinationssensors angreifen können — wie bei Nasskühlanlagen, Galvanikbädern, metallionenhaltigen Abwasserströmen oder stark sauren und alkalischen Medien.
Prozess-pH-Sensoren sind robust ausgeführt mit integrierten Prozessanschlüssen wie NPT-Gewinden oder Inline-Gehäusen. Sie sind für den kontinuierlichen Einbau in eine Rohrleitung, das Eintauchen in einen Behälter oder den Einsatz in einem Einschubsystem geeignet. Wählen Sie diesen Typ für die kontinuierliche Prozessüberwachung unter Druck oder bei erhöhten Temperaturen.
Auswahlhilfe: Welcher pH- oder Redox-Sensor passt zu Ihrer Anwendung?
| Situation |
Empfohlener Typ |
| Trinkwasser, Kühlwasser, Schwimmbad, Umkehrosmose |
Kombinations-pH-Elektrode (Standard) |
| Abwasser mit Metallionen, stark saures oder alkalisches Medium |
Differential-pH-Elektrode |
| Kontinuierliche Messung in Rohrleitung oder Behälter unter Druck |
Prozess-pH-Sensor mit Inline- oder NPT-Anschluss |
| Medien mit Partikeln, klebrigen oder anhaftenden Stoffen |
Flachmembran-Elektrode — selbstreinigendes Design |
| Saubere Flüssigkeit, hohe Messgenauigkeit erforderlich |
Kugelkopf-Elektrode — größere Kontaktfläche |
| Chlor- oder Redoxregelung (Schwimmbad, Kühlturm, Chemie) |
Redox-Sensor (ORP), optional kombiniert mit pH-Sensor |
Anwendungen nach Branche
pH-Messung und Redox-Messung werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt:
- Wasser- und Abwasserbehandlung: Abwasserneutralisation, pH-Regelung für Kühltürme und Kessel, Wasservorbehandlung für Membranfiltration
- Lebensmittel- und Getränkeindustrie: Qualitätskontrolle und Lebensmittelsicherheit
- Pharmaindustrie: Überwachung bei Produktion und F&E
- Chemieindustrie und Oberflächenbehandlung: Prozessregelung bei aggressiven Medien und metallverarbeitenden Prozessen
- Schwimmbäder und Freizeitbäder: kontinuierliche pH- und Redox-Überwachung zur Wasserdesinfektion
- Zellstoff- und Papierindustrie: Prozessüberwachung bei hohen Temperaturen und Drücken
- Umweltüberwachung und Abluftwäscher: Gaswäscher und Scrubber
Bei Anwendungen, bei denen auch die Ionenkonzentration oder Verunreinigung des Wassers eine Rolle spielt, wird die pH-Messung häufig mit
Leitfähigkeitsmessungen kombiniert. In Prozessen, bei denen Feststoffpartikel in einer Flüssigkeit überwacht werden müssen, bieten
Trübungssensoren einen zusätzlichen Messwert.
Worauf achten Sie bei der Auswahl eines pH-Sensors?
Bei der Auswahl eines pH- oder Redox-Sensors sind folgende Parameter entscheidend:
- Prozesstemperatur und -druck: Prozess-pH-Sensoren sind für höhere Druck- und Temperaturbereiche erhältlich; für Temperaturen über 60°C wählen Sie eine Ausführung mit hitzebeständigem Glas
- Art des Mediums: bei aggressiven, verschmutzten oder partikelhaltigen Medien wählen Sie ein Differenzialdesign oder eine Flachmembran-Elektrode
- Anwesenheit von Metallionen: bestimmte Ionen (wie Bromid, Cyanid, Sulfid) können die Referenzelektrode angreifen — wählen Sie in diesem Fall eine Differenzialausführung
- Messbereich: Standard-pH-Sensoren messen von 0 bis 14 pH; für Redox gilt ein Bereich in Millivolt
- Montagetyp: Inline (Rohrleitungsmontage), Eintauchen in einen Behälter oder Einschubsystem
- Signalausgang: 4–20 mA oder digital (Modbus, HART), abhängig von Ihrem Regler oder Transmitter
Wählen Sie Ihren pH-Sensor anhand von Druck, Temperatur, Medium und Montagemethode aus, oder fordern Sie direkt über das Kontaktformular ein Angebot an.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen einem pH-Sensor und einem Redox-Sensor?
Ein pH-Sensor misst den Säuregrad einer Flüssigkeit auf einer Skala von 0 bis 14. Ein Redox-Sensor misst das Oxidations-Reduktionspotenzial in Millivolt und gibt an, ob eine Flüssigkeit oxidierend oder reduzierend wirkt. Beide Sensoren sind elektrochemischer Natur und werden häufig kombiniert für die Prozessüberwachung von Wasser eingesetzt.
Wann wähle ich eine Differential-pH-Elektrode statt einer Kombinationselektrode?
Eine Differential-pH-Elektrode ist die richtige Wahl, wenn das Prozessmedium die Referenzelektrode verunreinigen oder angreifen kann. Dies ist der Fall bei Medien mit Metallionen wie Bromid, Cyanid oder Sulfid, bei stark sauren oder alkalischen Flüssigkeiten (pH unter 2 oder über 11) sowie bei industriellen Prozessen wie Galvanikbädern, Abluftwäschern und stark belasteten Abwasserströmen.
Was ist der Unterschied zwischen einer Kugelkopf- und einer Flachmembran-Elektrode?
Eine Kugelkopf-Elektrode hat eine größere Kontaktfläche mit dem Medium, was zu einer schnelleren Reaktion auf Temperaturschwankungen und einer höheren Messgenauigkeit führt. Eine Flachmembran-Elektrode hat ein selbstreinigendes Design und ist besser für Medien mit Partikeln, klebrigen Stoffen oder Anhaftungsrisiko geeignet. FIP und Georg Fischer liefern beide Ausführungen für industrielle Prozessanwendungen.
