简介

Gravity: 模拟 ORP 传感器工业版是 Gravity: 模拟 ORP 计的工业级升级版，ORP 探头使用铂指示电极与银-氯化银参比电极大幅提升了耐用性，允许 24 小时在线监测 ORP 变化情况。全新升级的信号变送板添加了更稳定的电压参考基准，读数不再受供电电压波动影响。此外还附赠螺丝、铜柱、防水接头零件包，可以帮助您快速完成 ORP 监测系统设计搭建。

ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写，即氧化还原电位。ORP是氧化还原能力的测量指标，表征氧化性或还原性的相对程度，其单位是mV。氧化还原电位越高，氧化性越强；氧化还原电位越低，氧化性越弱。电位为正表示介质显示出一定的氧化性，电位为负则说明介质显示出一定的还原性。ORP是水质检测中一个重要的指标，它虽然不能独立反应水质的好坏，但是能够综合其他水质指标来反映水族系统中的生态环境。

⚠ 注意事项

ORP 探头的两根导线不可短接，短接会损坏探头。
ORP 探头为精密部件，头部的玻璃泡不得与硬物接触，使用完毕请及时盖回保护盖。
为了保证测量精度，建议为 ADC 和 ORP 变送板提供稳定的供电与参考电压。

技术规格

ORP 信号变送板

输入电压: 5V
输出信号: 0.5V ~ 4.5V
输入接口: 5.08mm 插拔式接线端子
测量范围: -2000mV ~ +2000mV
输出接口: PH2.0 - 3Pin
模块尺寸: 42mm × 32mm

工业级 ORP 探头

指示电极: 铂
参比电极: 银 - 氯化银
适用温度: 5-70℃
电极电位: 245mV ~ 270mV
参比电极内阻: ≤10KΩ
电极稳定性: ±8mV/24h
固定螺纹: NPT 3/4"

引脚说明

电极输入

S+: 探头正极
S-: 探头负极

信号输出

A: 模拟信号输出
+: 供电正极
-: 供电负极

使用教程

准备

硬件
- 1 x Arduino UNO控制板
- 1 x Gravity: 模拟 ORP 传感器工业版
软件
- Arduino IDE
- DFRobot_ORP_PRO 库

接线图

SEN0464 接线图

使用步骤

按接线图连接各模块
上传样例代码，并将探头插入待测液体中

⚠ 测量注意

只需要将头部玻璃泡电极插入待测液体中即可读数。ORP 探头不完全防水，请勿将探头完全浸泡进待测液体。
建议使用高质量线性稳压电源或电量充足的锂电池为 Arduino 供电, 电压越接近 5V 、电压波动越小则测量精度越高。
ORP 电极可以直接使用，无需校准或标定。仅当对测量结果存疑时，可以使用 ORP 标准液检测探头或信号变送板是否损坏。

样例代码

#include "DFRobot_ORP_PRO.h"

#define PIN_ORP A1
#define ADC_RES 1024
#define V_REF 5000

float ADC_voltage;

DFRobot_ORP_PRO ORP(0);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  ADC_voltage = ((unsigned long)analogRead(PIN_ORP) * V_REF + ADC_RES / 2) / ADC_RES;
  Serial.print("ORP value is : ");
  Serial.print(ORP.getORP(ADC_voltage));
  Serial.println("mV");
  delay(1000);
}

结果

串口输出 ORP 测量读数

ORP value is: 244 mV
ORP value is: 244 mV
ORP value is: 245 mV
ORP value is: 245 mV
ORP value is: 245 mV

提升精度

由于电子元器件的个体差异与供电带来的干扰，直接测量可能会带有很大的误差，推荐使用以下方法减少误差提升精度。

为读取模拟电压所使用的单片机或ADC提供稳定的高精度 5V 供电或参考电压
对 ORP 信号变送板的零点电压进行校准，方法如下

零点校准

电压参考芯片虽然可以提供稳定的参考电压值，但是由于电子元件的个体差异，不同的电压参考芯片可能存在至多 50mV 的电压差异。事先测量参考电压进行修正，可以提高 ORP 测量精度

拔下 ORP 探头，使用导线短接 ORP 信号变送板的 S+ 和 S- 引脚
上传样例代码-1，打开串口监视器，记录参考电压修正值
修改样例代码-2，将DFRobot_ORP_PRO ORP(0);其中的0设置为刚才记录的参考电压修正值，单位为mv
上传样例代码-2，此时读取的数据即是经过修正的

如果更换电源或 ORP 信号变送板，需要重新校准修正值

样例代码-1

#define PIN_ORP A1
#define ADC_RES 1024
#define V_REF 5000

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
}

void loop()
{
  Serial.println((((long)analogRead(PIN_ORP)*V_REF + ADC_RES / 2) / ADC_RES) - 2480);
  delay(1000);
}

样例代码-2

#include "DFRobot_ORP_PRO.h"

#define PIN_ORP A1
#define ADC_RES 1024
#define V_REF 5000

unsigned int ADC_voltage;

DFRobot_ORP_PRO ORP(-9);//设置参考电压 mv

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  Serial.print("calibration is: ");
  Serial.print(ORP.getCalibration());
  Serial.println(" mV");
}

void loop() {
  ADC_voltage = ((unsigned long)analogRead(PIN_ORP) * V_REF + ADC_RES / 2) / ADC_RES;
  Serial.print("ORP value is: ");
  Serial.print(ORP.getORP(ADC_voltage));
  Serial.println(" mV");
  delay(1000);
}

校准后测量结果

ORP value is: -59.00 mV
ORP value is: -59.00 mV
ORP value is: -59.00 mV
ORP value is: -59.00 mV
ORP value is: -59.00 mV

探头固定

ORP 工业探头可以使用管螺纹固定在待测容器上，管螺纹规格为 NPT 3/4"

防水连接

Gravity: 模拟 ORP 传感器工业版套装中附赠了两种防水接头，可以方便地搭建防水测量系统

常见问题

ORP 探头需要校准吗？多久校准一次？
- ORP 探头一般不需要校准，仅当测试结果异常时，可以使用 ORP 标准液检测探头或变送板是否损坏。
ORP 探头如何清洁？
- 使用去离子水或饮用纯净水冲洗探头，至完全去除电极上附着的被测液体，不可使用硬质毛刷刷洗探头。
ORP 电极可以使用多长时间？
- ORP 电极设计寿命为一年左右，若电极工作在高温、含杂质、腐蚀性等恶劣液体环境中，寿命会相应缩短。建议定期使用 ORP 标准液测试，误差增大时进行更换。

ORP 探头尺寸图

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