Danas je nabavljen prijenosni digitalni pH metar slovenskog proizvođača Iskra pod oznakom MA 5722 s početka 1980-tih godina.
Tvrtka ISKRA vuče korijene iz 1946. godine te je sve do danas prisutna na tržištu. Možemo reći da se radi o jednoj od najuspješnijih i najdugovječnijih tvrtki sa područja bivše Jugoslavije koja je preživjela procese restrukturiranja i privatizacije tijekom 1990-tih godina te otada bilježi tendenciju ponovnog rasta, razvoja i širenja na svjetska tržišta. Kroz čitavo razdoblje postojanja nudi širok spektar proizvoda iz područja elektronike, elektrotehnike, telekomunikacija, energetike, automatizacije i tome srodnih proizvodnih grana.
O pH mjeračima već smo pisali u nekoliko naših objava pa ovdje nećemo ponavljati teoriju:
- pH meter Iskra MA 5701
- pH meter Iskra MA 5703
- pH meter Iskra MA 5724
- pH metar Polymetron Typ 55 B
- pH metar Philips PW 9414 (digital ion activity meter)
- pH metar Radiometer Copenhagen Type PHM 26
Ponovit ćemo samo da je pH metar električki gledano milivoltmetar koji mjeri razliku električnog potencijala (napona) između dvije elektrode uronjene u mjerenu tekućinu koja se ponaša kao elektrolit. Te dvije elektrode kod pH mjerača se najčešće zovu referentna i indikatorska te mogu biti izvedene kao zasebne elektrode ili kao jedna kombinirana elektroda u zajedničkom staklenom tijelu. Naponi koji će se pojaviti na elektrodama pH metra ovise o tipu i osjetljivosti istih, a također i o temperaturi otopina i rastvora sa kojima se radi. Stoga je kod pH metra izuzetno važno prije mjerenja izvršiti kalibracije glede ovih faktora jer u protivnom mjerenje neće biti točno.
Za MA 5722 nemamo nikakvih podataka, no isti ima iste prepoznatljive kontrole kao i većina drugih pH mjerača:
- OFF – instrument isključen
- ON – instrument uključen (kalibracija nule)
- 0…14 – mjerenje i prikaz pH vrijednosti (pH)
- 1999 – mjerenje i prikaz napona iz elektrode koji odgovara određenoj pH vrijednosti (mV)
- °C – temperaturna korekcija, postavljanje na vrijednost temperature otopine
- GLASS//REF – priključnica za spajanje mjernih elektroda (indikatorska staklena, referentna kalomel ili kombinirana indikatorska i referentna elektroda)
- DC EXT – priključnica za spajanje mrežnog ispravljača SU-07
- REC – priključnica za spajanje vanjskog registracijskog uređaja (rekordera, pisača)
- GND – masa, priključnica za galvansko spajanje pH metra i nosača elektroda
- STANDARDIZE – potenciometar za kompenzaciju naponskog potencijala referentne elektrode
- SLOPE – potenciometar za prilagođavanje strmine (odziva) elektrode spojene na pH metar
- BAL. – potenciometar za podešavanje električke nule (balans mjernog pojačala)
U pH mjerač MA 5722 ugrađeno je pet integriranih krugova:
- AD 545KH (Analog Devices) – operacijsko pojačalo
- ICL 7106CPL (Intersil) – A/D pretvornik sa izravnom podrškom za spajanje LCD displeja (3 1/2 znamenke)
- ICL 8211CPA (Intersil) – detektor naponske razine (indikacija ispražnjenosti baterija)
- CD 4070BE (RCA) – četiri XOR logička vrata
- MC 14011B (Motorola) – četiri NAND logička vrata
U ulaznom mjernom dijelu (analogno naponsko pojačalo) radi operacijsko pojačalo AD 545KH. Taj napon se digitalizira i prikazuje na LCD displeju preko integriranog kruga ICL 7106CPL. Integrirani krug 7106 (A/D pretvornik za LCD displej) kao i inačicu 7107 za LED displej proizvodili su mnogi proizvođači elektroničkih komponenti (Intersil, Teledyne, Telcom i drugi), a kruži priča da je nastao iz integriranog kruga 429100 koji je u drugoj polovici 1970-tih godina razvio Fluke u suradnji sa Intersilom i ugradio u svoje multimetre serije Fluke 8020 (1977. godina). Intersil je zatim napravio male izmjene na 8020 te ga predstavio kao svoj integrirani krug ICL 7106. Ovaj integrirani krug također smo vidjeli u Digitalnom multimetru DMM 6010.
Za indikaciju napona baterija upotrijebljen je integrirani krug ICL8211 (naponski detektor) kakav smo već vidjeli kod mjerača otpora izolacije Iskra MA 2026. Teško je govoriti napamet, no čini se da su logički krugovi CD 4070 i MC 14011 (od kojeg se koriste se samo jedna NAND vrata) u funkciji oscilatora i aktivatora segmenta za indikaciju slabe baterije na displeju (ovaj segment se stalno pali i gasi kad je baterija slaba). Također, naš displej ima opciju prikaza negativnog i pozitivnog predznaka, a ICL 7106 ima driver samo za negativan predznak tako da je i aktivacija ovog segmenta riješena logikom. Moguće da su tom dodatnom logikom riješeni i neki drugi prikazi poput premašivanja mjernog opsega i slično.
S obzirom da MA 5722 ima mogućnost prikaza napona u mV (±1999 mV) i u vrijednostima pH (0 – 14) potreban je neki pretvornik između ta dva prikaza. Ovo se vjerojatno vrši već u analognom dijelu (djeliteljem napona) jer su pH vrijednosti i mV izravno proporcionalno povezani. U svakom slučaju funkciju logičkih krugova teško je shvatiti i kad imamo originalnu shemu, a ovako je to samo čisto nagađanje.
Naš primjerak instrumenta ima problema sa prikazom segmenata na displeju. Početni test je pokazao da displej prikazuje samo oko 30% segmenata. Vidi se na tiskanoj pločici da je u jednom trenutku u unutrašnjost instrumenta ušla neka tekućina i ostavila prljav trag. Takvim situacijama su posebno izloženi elektrokemijski mjerni instrumenti poput pH metra. Ipak, šteta ovdje nije toliko korozivna da bi uništila tiskane veze ili lemne spojeve.
Najosjetljivije mjesto je mehanički spoj metalnih kontakata sa vrlo tankim vodljivim filmom nanesenim na staklenu kontaktnu površinu displeja. Uspjeli smo bočno izgurati displej iz konektora, očistiti kontakte te na isti način vratiti displej u konektore. Sada imamo gotovo 100% prikaz segmenata, no to smo uspjeli postići tek finim namještanjem displeja na kontakte konektora, tako da se izbjegnu prethodna kontaktna mjesta koja su istrošena. Naime, pod mikroskopom se lijepo uočavaju svojevrsne veće ili manje “rupe” na desetak kontaktnih površina displeja. One nastaju prodorom i kondenzacijom vlage u unutrašnjost instrumenta, gdje se ista miješa sa prašinom i ostalim nečistoćama te polako korodira kontaktne slojeve. Naravno, prvo počinje stradavati nježni kontaktni film na displeju i takav displej bi trebalo zamijeniti, najbolje zajedno sa konektorima.
LCD displeji nisu napravljeni da traju vječno. Uz dobro čuvanje (suho mjesto na sobnoj temperaturi) mogu trajati desetljećima, no niske i visoke temperature vrlo nepovoljno djeluju na tekuće kristale, drastično im smanjuju životni vijek i mogu ih trajno degradirati. Niske zimske i visoke ljetne temperature lako mogu uništiti LCD. Tome su najviše izloženi LCD-ovi u automobilima, iako nove tehnologije povećavaju toleranciju LCD-a na temperature. Kontaktni mehanički spojevi pak su uvijek čest problem sa LCD displejima. Bilo da se koriste klasični metalni konektori ili “zebra” konektori (vidi objavu Grundig RR 1140 Profesional) uvijek se između kontaktnih površina može uvući nečistoća ili stvoriti neki agresivni kemijski proces (korozija). Možda su po tom pitanju najpouzdaniji LCD-ovi gdje su metalni kontakti tvornički pričvršćeni za staklenu kontaktnu površinu displeja (vidi objavu WG Level Meter SPM-30 / Tracking Oscillator PSE-30).
PH metar MA 5722 napaja se preko dvije serijski spojene baterije od 9 V ili preko mrežnog ispravljača 18 V. Ovaj napon se unutar instrumenta pretvara u simetrični napon u prvom redu potreban za pogon integriranog kruga ICL 7106CPL. U kompletu sa instrumentom dolazi slična oprema kao što smo vidjeli kod pH metra Iskra MA 5724, a kojeg možemo smatrati analognom inačicom ovog MA 5722. Kod pH mjerača se puno brže potroše ili oštete elektrode i druga kemijska oprema nego sam električni mjerni instrument. Jednako tako, ako dođe do nekog oštećenja, neispravnosti ili otpisa pH metra, popratna oprema poput elektroda i druge kemijske opreme nastavi se koristiti sa drugim instrumentom. Stoga ne čudi da ćemo ovakve instrumente 1980-tih godina koji potječu iz raznih kemijskih laboratorija prošlog vijeka najčešće nalaziti bez opreme, osim ako nemamo sreće nabasati na kakav privatno očuvan ili nekorišten komplet što uvijek veseli, no nije uvjet za priuštiti si kakvo zabavno elektroničko poslijepodne 🙂