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Sensor de pH RS485: cómo elegir una sonda

Cómo elegir un sensor de pH RS485 de uso continuo: salida Modbus o analógica, aislamiento junto a bombas, calibración por RS485 y qué sonda sirve para qué.

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Sensor de pH RS485: cómo elegir una sonda

Busque un sensor de pH RS485 y la mayoría de los resultados apunta a proyectos de aficionado y mesas de laboratorio. Una sonda que debe permanecer meses en un tanque o una tubería, junto a bombas y equipos de dosificación, y reportar a un controlador sin que nadie la vigile, es un instrumento distinto. Esta guía explica qué separa a uno del otro y cómo elegir entre sondas de pH de proceso.

Sonda de proceso o electrodo de laboratorio

Un electrodo de laboratorio está diseñado para sumergirse, leerse y volver a su tapa de almacenamiento. Una sonda de proceso está diseñada para quedarse en el agua. De ahí se derivan cuatro cosas:

  • Sellada para inmersión. Una sonda de proceso está clasificada para inmersión continua. La PH-110 es IP68.
  • Cuerpo roscado. Se monta en una te de tubería, en la pared de un tanque o en un portasondas de inmersión. La PH-110 tiene rosca NPT de 3/4 de pulgada.
  • Electrónica en la sonda. La señal de un electrodo de pH es mínima y no viaja bien por un cable largo. Una sonda de proceso la convierte dentro del cuerpo y envía una señal robusta.
  • Calibración sin desconectar el cable. La sonda se calibra en sitio, desde el lado del controlador.

Si la sonda que está comparando no tiene esto, es un instrumento de mesa, diga lo que diga la publicación.

Salida: RS485 Modbus, analógica o ambas

Esta es la primera decisión real, y la define aquello a lo que se conecta la sonda.

RS485 Modbus RTU envía el valor de pH ya procesado como dato digital. Varias sondas comparten un bus de dos hilos, cada una con su dirección. La distancia casi no afecta el valor, y los comandos de calibración viajan por la misma línea. La PH-100 es una sonda RS485: 9600 bps por defecto, dirección 1 de fábrica, configurable de 1 a 254. Si los términos son nuevos, nuestra guía de protocolos de sensores explica RS485, Modbus y las señales analógicas.

La salida analógica sirve para equipos que esperan una corriente o un voltaje: una tarjeta analógica de PLC, un registrador gráfico, un controlador de dosificación. Cada sonda necesita su propia entrada, y el equipo receptor debe escalar la señal de vuelta a pH.

Ambas salidas eliminan la decisión. La PH-110 entrega RS485 Modbus junto con 4-20 mA y 0-2 V, 0-5 V o 0-10 V. Un controlador de dosificación puede tomar la señal analógica mientras un sistema de monitoreo lee la misma sonda por Modbus, y una sonda comprada para una instalación sirve también para la siguiente.

Aislamiento y ruido eléctrico

Un electrodo de pH trabaja a una impedancia muy alta. La hoja de datos de la PH-110 indica 100 MΩ. Una señal tan débil se altera con facilidad, y un tanque de proceso es un lugar eléctricamente ruidoso: los motores de las bombas, las válvulas solenoides, las bombas dosificadoras y los variadores de velocidad filtran pequeñas corrientes al agua.

Sin aislamiento, esas corrientes encuentran un camino a través de la sonda y la lectura salta cada vez que un equipo conmuta. Por eso un valor de pH puede verse estable en la mesa e inestable en el tanque. La PH-110 usa aislamiento de cuatro capas con filtrado interno por esta razón. Si la sonda va a compartir tanque con bombas o equipos de dosificación, trate el aislamiento como un requisito.

Rango, precisión y temperatura

Los números de una hoja de datos de pH importan menos de lo que los compradores esperan, con una excepción.

  • Rango y precisión. La PH-100 y la PH-110 miden de 0 a 14.00 pH con resolución de 0.01 pH y precisión de ±0.02 pH, con una estabilidad de 0.02 pH o mejor en 24 horas. Para control de procesos y calidad del agua es más que suficiente. El ensuciamiento y la deriva de calibración mueven la lectura más que la precisión declarada.
  • La temperatura de operación es la excepción. La PH-100 está especificada para 0 a 60°C y la PH-110 para 0 a 70°C. El agua fuera de esa banda necesita una sonda construida para ello, como la sonda de alta temperatura PH-G10.
  • Alimentación. Ambas operan con 12 a 24 V DC y consumen 0.5 W o menos, lo que encaja con instalaciones solares y a batería.

Calibración y mantenimiento

Toda sonda de pH deriva, porque el vidrio envejece y la referencia cambia lentamente. Lo que usted elige es qué tan incómoda será la calibración durante la vida de la sonda.

La PH-100 y la PH-110 usan calibración de tres puntos con soluciones tampón estándar de pH 4.00, 6.86 y 9.18. Cada punto se guarda con un comando Modbus, así que la calibración se hace desde el controlador con la sonda dentro de la solución tampón. No hay que abrir nada.

La frecuencia depende del agua. El agua limpia mantiene la calibración por semanas. Las aguas residuales, las soluciones nutritivas y todo lo que recubre el vidrio acortan el intervalo. Verifique contra una solución tampón con una frecuencia fija, anote la deriva y deje que eso defina el intervalo.

En el día a día, la indicación de la hoja de datos es breve: enjuague con agua destilada, mantenga la punta libre de burbujas de aire, nunca toque el vidrio con objetos punzantes y no conecte ni desconecte la sonda mientras está energizada.

Qué sonda para qué trabajo

SondaSalidaPensada para
PH-100RS485 ModbusMonitoreo continuo donde el controlador lee Modbus: riego, hidroponía, acuicultura, aguas residuales
PH-110RS485 Modbus y analógicaInstalaciones industriales cerca de bombas y equipos de dosificación, o donde un PLC necesita 4-20 mA
PH-10AnalógicaElectrodo en línea para usar con un transmisor existente
PH-G10AnalógicaAgua de proceso a alta temperatura
PH-T10AnalógicaLavadores de desulfuración de gases de combustión

La mayoría de los proyectos de monitoreo se resuelve con las dos primeras. Elija la PH-100 cuando todo lo que sigue habla Modbus. Elija la PH-110 cuando se necesita una señal analógica o cuando la sonda va a convivir con equipo eléctrico.

Conexión a un controlador

Una sonda de pH RS485 se conecta directamente a un controlador Omni Genesis, que la lee por Modbus y envía los datos por celular (4G LTE) a la nube. El mismo controlador recibe otros sensores RS485 a la par, y el pH rara vez se mide solo: la conductividad y el ORP suelen estar en el mismo tanque. Nuestras guías para elegir una sonda de CE y seleccionar una sonda de ORP cubren esas dos.

Conclusión

Elegir una sonda de pH industrial es sobre todo responder tres preguntas en orden. A qué se conecta, lo que define RS485, analógica o ambas. Qué más hay en el tanque, lo que define el aislamiento. Qué tan caliente está el agua, lo que define la variante de temperatura. Las cifras de precisión vienen después de las tres.

Para recibir una recomendación para su instalación, contáctenos con el tipo de agua, la temperatura y a qué debe conectarse la sonda.

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