详解ph计的结构原理和日常维护保养

测定溶液的 pH 值，工业上是用电位法原理所构成的 pH 计，它是由 pH 电极组成的发送部分和电子部件组成的检测部分构成。发送部分时由参比 pH 电极、工作 pH 电极组成。当被测溶液流经发送部分时，pH 电极和被测溶液就形成一个化学原电池，两 pH 电极之间就产生了电势，电势的大小与被测溶液的 pH 值成对数函数关系。所以发送部分是一个转换器，将被测溶液的 pH 值转换成电信号。

pH 计的原理
通过测定电极与参比电极组成的工作电池在溶液中测得的电位差，并利用待测溶液的 pH 值与工作电池的电势大小之间的线性关系，再通过电流计转换成 pH 单位数值来实现测定。

pH 计的保养
1.pH 计 玻璃电极的贮存

pH 计短期内不用时，可充分浸泡在饱和氯化钾溶液中。但若长期不用，应将其干放，切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。

2.pH 玻璃电极的清洗

玻璃电极球泡受污染可能使电极响应时间加长。可用 CCl4 或皂液揩去污物，然后浸入蒸馏水一昼夜后继续使用。污染严重时，可用 5% HF 溶液浸 10～20 分钟，立即用水冲洗干净，然后浸入 0.1N HCl 溶液一昼夜后继续使用。

3. 玻璃电极老化的处理

玻璃电极的老化与胶层结构渐进变化有关。旧电极响应迟缓，膜电阻高，斜率低。用氢氟酸浸蚀掉外层胶层，经常能改善电极性能。若能用此法定期清除内外层胶层，则电极的寿命几乎是无限的。

4. 参比电极的贮存

银 - 氯化银电极最好的贮存液是饱和氯化钾溶液，高浓度氯化钾溶液可以防止氯化银在液接界处沉淀，并维持液接界处于工作状态。此方法也适用于复合电极的贮存。

pH 计日常维护
1、复合 pH 电极不用时，可充分浸泡在 3mo1/L 氯化钾溶液中切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。

2、使用前，检查玻璃 pH 电极前端的球泡。正常情况下，pH 电极应该透明而无裂纹；球泡内要充满溶液，不能有气泡存在。

3、测量浓度较大的溶液时，尽量缩短测量时间，用后仔细清冼，防止被测液黏附在 pH 电极上而污染 pH 电极。

4、清洗 pH 电极后，不要用滤纸擦拭玻璃膜，而应用滤纸吸干，避免损坏玻璃薄膜、防止交叉污染，影响测量精度。

5、测量中注意 pH 电极的银 - 氯化银内参比 pH 电极应浸人到球泡内氯化物缓冲溶液中，避免电计显示部分出现数字乱跳现象。使用时，注意将 pH 电极轻轻甩几下。

6、pH 电极不能用于强酸、强碱或其他腐蚀性溶液。

7、严禁在脱水性介质如无水乙醇、重铬酸钾等中使用。

pH 电极常见问题解答
1、pH 电极的使用寿命有多长？

使用正确且维护得当的 pH 电极的使用寿命预计在一到三年左右。导致电极使用寿命缩短的因素包括：高温以及在极端 pH 值条件下测量，即使是维护存放得当的电极使用寿命也会缩短。如果电极性能开始下降，可让 pH 敏感玻璃膜再生，并将电极性能恢复至原先的水平。

2、如何选择正确的 pH 电极？

为了确保最佳的 pH 测量效果，根据每种应用选择正确的 pH 电极很重要。最重要的样品标准是： 化学成分、均匀性、温度、过程压力、pH 范围与容器尺寸（长度与宽度限制）。对于非水、低电导率、富含蛋白质与粘性的测量介质，电极的选择尤为重要，在这些样品中，通用型玻璃电极易于受到多种不同影响，导致测量错误。电极的响应时间与精确度取决于诸多因素。与在室温条件下对中性 pH 水溶液值进行的测量相比，在极端 pH 值和温度或者低电导率条件下进行的测量的响应时间较长。

3、如何维护 / 清洁电极？

常规维护对于延长 pH 电极的使用寿命十分重要。当液位有可能低于样品溶液的液位时，需要对可填充电解液的电极进行加注电解液的操作。维护可防止样品回流至电极中。还应定期（大约每月一次）更换全部参比电解液。这可确保电解液新鲜，并且不会在测量过程中因从开放的灌装口蒸发而结晶。确保电极内部，尤其是液络部附近不产生气泡十分重要。如果出现这种情况，则测量结果将变得不稳定。为了消除气泡，可像甩体温计类似的方式轻轻甩动电极。

如要清洁电极，应在每次测量之后使用去离子水对其冲洗，但切勿使用纸巾擦拭。纸巾表面有可能刮擦和损坏 pH 敏感玻璃膜，擦去凝胶层，并且在电极上产生静电荷。这类静电荷会导致测量信号变得十分不稳定。在受到某些样品的污染之后，可能需要进行特殊的清洁操作。

适用于不同工况的 pH 电极

pH 计常见故障与处理
故障现象 pH 计故障原因 pH 计故障处理方法

指示波动 被测溶液压力和流速变化太快 检查被测溶液状态，如必须则进行调整

玻璃 pH 电极被污染或盐桥被堵塞 清洗玻璃 pH 电极或清洗盐桥，如还不能测量，则更换

测量线路绝缘不良 清洗和干燥电缆端子

响应缓慢 被测溶液的置换缓慢 检查被测溶液的状态，如必要进行改进

玻璃 pH 电极没有充分浸泡 重新浸泡玻璃 pH 电极直至工作状态正常

玻璃 pH 电极污染或盐桥被堵塞 重新浸泡玻璃 pH 电极或清洗盐桥，如不能进行测量，则更换

指示值单向缓慢漂移 玻璃 pH 电极球泡有微孔或裂纹 更换玻璃 pH 电极

参比 pH 电极 KCL 溶液向外渗透太快 更换参比 pH 电极

参比 pH 电极内有气泡 检查并补充 KCL 溶液并排除气泡

新 pH 电极浸泡时间不够 重新浸泡 pH 电极 24 小时以上

示值跑最大 pH 电极室周围绝缘破坏 干燥 pH 电极室，如果 O 型密封圈损坏，用备品更换

玻璃 pH 电极损坏 更换玻璃 pH 电极

测量线路绝缘电阻降低 清洗和干燥电缆端子，使其绝缘电阻大于 1012Ω

有明显的测量误差 被测溶液、压力和流速不满足 pH 电极的工作条件，带压 KCL 储瓶的压力不符合要求 检查被测溶液状态和带压 KCL 储瓶的压力，如必要，应调整使其满足要求

玻璃 pH 电极污染或盐桥堵塞 清洗玻璃 pH 电极或清洗盐桥，如仍不能测量则更换

pH 电极室周围绝缘不良 干燥玻璃 pH 电极，如果 O 型圈损坏，用备件更换

玻璃 pH 电极的特性变坏 更换玻璃 pH 电极，然后用缓冲溶液进行校准

参比 pH 电极内的溶液浓度变化 对可充型敏感元件，更换内部溶液，对充满型敏感元件则清洗敏感有远见内部并充满 KCL 溶液

pH 变送器线路异常 修理或更换变送器的放大器

参比 pH 电极损坏 更换参比 pH 电极

电缆接线错误和接插件接触不良 对照接线图检查接线盒接插件情况

接地线不适当 检查更换接地线或接地点

温度补偿电阻开路或短路 修复或更换温度补偿 pH 电极

pH 计故障实例分析
1、酸度计仪器在使用中发现，调节零调电位器时仪器不能调零，但数字可以改变

故障检查、分析：仪器在正常的情况下，调节零调电位器，仪器能跳变。检查前置放大器，用万用表直流电压挡测量前置放大器集成块，发现电压不能调，这说明此处电路故障，进一步测量后发现是由于绝缘场效应管不配对，改变配对场效应管的电阻使之相符。

故障处理：更换后仪器正常投用。

2、pH 计指示无变化

故障检查、分析：仪表指示无变化，可能是变送器故障，或者探头污染，导致无法正常测量，用信号发送器模拟探头给变送器发送信号，变送器输出变化，变送器正常，拆检 pH 分析探头，发现探头有污染现象。

故障处理：清洗探头后仪表正常。

pH 电极与 pH 计

3、pH 计指示剧烈波动

故障检查、分析：导致仪表指示剧烈波动的原因有变送器供电波动，电路故障或变送器与测量探头的连接线路有问题，用信号发送器模拟探头给变送器发送信号，变送器输出变化正常，变送器没有问题，检查供电也很稳定，问题出在连接电缆或线路连接上。

故障处理：更换连接电缆后仪表指示正常。

4、工业 pH 计的玻璃 pH 电极和电路均完好，投运后测量误差大，甚至无法正常工作

故障分析：分析由两种原因造成，一是测量 pH 电极至高阻转换器间的屏蔽电缆、接线盒或接线端子绝缘阻抗降低。因为玻璃 pH 电极内阻很高，如果 pH 电极和转换器之间的端子受潮，屏蔽电缆霉变，参比 pH 电极用的氯化钾溶液污染端子盒或渗透到电缆帘子线中，维护时手上带的油污或污水留在端子上，或端子盒未封密，尘垢积在其中等均可造成绝缘下降。二是仪器安装环境附近有大的机电设备，过大的电流干扰仪器示值。

故障处理：做相应处理。

5、用 pH 计测量时，测量不准确

故障检查、分析：检查发现被测介质中含油污，因当介质中含有较大量的油污杂质时，会污染 pH 电极。

审核编辑黄宇