測(cè)定溶液的pH值，工業(yè)上是用電位法原理所構(gòu)成的pH計(jì)，它是由pH電極組成的發(fā)送部分和電子部件組成的檢測(cè)部分構(gòu)成。發(fā)送部分時(shí)由參比pH電極、工作pH電極組成。當(dāng)被測(cè)溶液流經(jīng)發(fā)送部分時(shí)，pH電極和被測(cè)溶液就形成一個(gè)化學(xué)原電池，兩pH電極之間就產(chǎn)生了電勢(shì)，電勢(shì)的大小與被測(cè)溶液的pH值成對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系。所以發(fā)送部分是一個(gè)轉(zhuǎn)換器，將被測(cè)溶液的pH值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
pH計(jì)的原理：通過測(cè)定電極與參比電極組成的工作電池在溶液中測(cè)得的電位差，并利用待測(cè)溶液的pH值與工作電池的電勢(shì)大小之間的線性關(guān)系，再通過電流計(jì)轉(zhuǎn)換成pH單位數(shù)值來實(shí)現(xiàn)測(cè)定。
pH計(jì)的保養(yǎng)
1.pH計(jì)玻璃電極的貯存
pH計(jì)短期內(nèi)不用時(shí)，可充分浸泡在飽和KCl溶液中。但若長(zhǎng)期不用，應(yīng)將其干放，切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。
2.pH玻璃電極的清洗
玻璃電極球泡受污染可能使電極響應(yīng)時(shí)間加長(zhǎng)。可用CCl4或皂液揩去污物，然后浸入蒸餾水一晝夜后繼續(xù)使用。污染嚴(yán)重時(shí)，可用5%HF溶液浸10～20分鐘，立即用水沖洗干凈，然后浸入0.1NHCl溶液一晝夜后繼續(xù)使用。
3.玻璃電極老化的處理
玻璃電極的老化與膠層結(jié)構(gòu)漸進(jìn)變化有關(guān)。舊電極響應(yīng)遲緩，膜電阻高，斜率低。用氫氟酸浸蝕掉外層膠層，經(jīng)常能改善電極性能。若能用此法定期清除內(nèi)外層膠層，則電極的壽命幾乎是無限的。
4.參比電極的貯存
銀-氯化銀電級(jí)較好的貯存液是飽和KCl溶液，高濃度KCl溶液可以防止氯化銀在液接界處沉淀，并維持液接界處于工作狀態(tài)。此方法也適用于復(fù)合電極的貯存。
pH計(jì)日常維護(hù)
1、復(fù)合pH電極不用時(shí)，可充分浸泡在3mo1/LKCl溶液中切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。
2、使用前，檢查玻璃pH電極前端的球泡。正常情況下，pH電極應(yīng)該透明而無裂紋；球泡內(nèi)要充滿溶液，不能有氣泡存在。
3、測(cè)量濃度較大的溶液時(shí)，盡量縮短測(cè)量時(shí)間，用后仔細(xì)清冼，防止被測(cè)液黏附在pH電極上而污染pH電極。
4、清洗pH電極后，不要用濾紙擦拭玻璃膜，而應(yīng)用濾紙吸干，避免損壞玻璃薄膜、防止交叉污染，影響測(cè)量精度。
5、測(cè)量中注意pH電極的銀-氯化銀內(nèi)參比pH電極應(yīng)浸人到球泡內(nèi)氯化物緩沖溶液中，避免電計(jì)顯示部分出現(xiàn)數(shù)字亂跳現(xiàn)象。使用時(shí)，注意將pH電極輕輕甩幾下。
6、pH電極不能用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或其他腐蝕性溶液。
7、嚴(yán)禁在脫水性介質(zhì)如無水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。
pH電極常見問題解答
1、pH電極的使用壽命有多長(zhǎng)？
使用正確且維護(hù)得當(dāng)?shù)膒H電極的使用壽命預(yù)計(jì)在一到三年左右。導(dǎo)致電極使用壽命縮短的因素包括：高溫以及在pH值條件下測(cè)量，即使是維護(hù)存放得當(dāng)?shù)碾姌O使用壽命也會(huì)縮短。如果電極性能開始下降，可讓pH敏感玻璃膜再生，并將電極性能恢復(fù)至原先的水平。
2、如何選擇正確的pH電極？
為了確保最佳的pH測(cè)量效果，根據(jù)每種應(yīng)用選擇正確的pH電極很重要。最重要的樣品標(biāo)準(zhǔn)是：化學(xué)成分、均勻性、溫度、過程壓力、pH范圍與容器尺寸（長(zhǎng)度與寬度限制）。對(duì)于非水、低電導(dǎo)率、富含蛋白質(zhì)與粘性的測(cè)量介質(zhì)，電極的選擇尤為重要，在這些樣品中，通用型玻璃電極易于受到多種不同影響，導(dǎo)致測(cè)量錯(cuò)誤。電極的響應(yīng)時(shí)間與精確度取決于諸多因素。與在室溫條件下對(duì)中性pH水溶液值進(jìn)行的測(cè)量相比，在pH值和溫度或者低電導(dǎo)率條件下進(jìn)行的測(cè)量的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。
3、如何維護(hù)/清潔電極？
常規(guī)維護(hù)對(duì)于延長(zhǎng)pH電極的使用壽命十分重要。當(dāng)液位有可能低于樣品溶液的液位時(shí)，需要對(duì)可填充電解液的電極進(jìn)行加注電解液的操作。維護(hù)可防止樣品回流至電極中。還應(yīng)定期（大約每月一次）更換全部參比電解液。這可確保電解液新鮮，并且不會(huì)在測(cè)量過程中因從開放的灌裝口蒸發(fā)而結(jié)晶。確保電極內(nèi)部，尤其是液絡(luò)部附近不產(chǎn)生氣泡十分重要。如果出現(xiàn)這種情況，則測(cè)量結(jié)果將變得不穩(wěn)定。為了消除氣泡，可像甩體溫計(jì)類似的方式輕輕甩動(dòng)電極。
如要清潔電極，應(yīng)在每次測(cè)量之后使用去離子水對(duì)其沖洗，但切勿使用紙巾擦拭。紙巾表面有可能刮擦和損壞pH敏感玻璃膜，擦去凝膠層，并且在電極上產(chǎn)生靜電荷。這類靜電荷會(huì)導(dǎo)致測(cè)量信號(hào)變得十分不穩(wěn)定。在受到某些樣品的污染之后，可能需要進(jìn)行特殊的清潔操作。
適用于不同工況的pH電極
pH計(jì)常見故障與處理
故障現(xiàn)象pH計(jì)故障原因pH計(jì)故障處理方法
指示波動(dòng)被測(cè)溶液壓力和流速變化太快檢查被測(cè)溶液狀態(tài)，如必須則進(jìn)行調(diào)整
玻璃pH電極被污染或鹽橋被堵塞清洗玻璃pH電極或清洗鹽橋，如還不能測(cè)量，則更換
測(cè)量線路絕緣不良清洗和干燥電纜端子
響應(yīng)緩慢被測(cè)溶液的置換緩慢檢查被測(cè)溶液的狀態(tài)，如必要進(jìn)行改進(jìn)
玻璃pH電極沒有充分浸泡重新浸泡玻璃pH電極直至工作狀態(tài)正常
玻璃pH電極污染或鹽橋被堵塞重新浸泡玻璃pH電極或清洗鹽橋，如不能進(jìn)行測(cè)量，則更換
指示值單向緩慢漂移玻璃pH電極球泡有微孔或裂紋更換玻璃pH電極
參比pH電極KCL溶液向外滲透太快更換參比pH電極
參比pH電極內(nèi)有氣泡檢查并補(bǔ)充KCL溶液并排除氣泡
新pH電極浸泡時(shí)間不夠重新浸泡pH電極24小時(shí)以上
示值跑最大pH電極室周圍絕緣破壞干燥pH電極室，如果O型密封圈損壞，用備品更換
玻璃pH電極損壞更換玻璃pH電極
測(cè)量線路絕緣電阻降低清洗和干燥電纜端子，使其絕緣電阻大于1012Ω
有明顯的測(cè)量誤差被測(cè)溶液、壓力和流速不滿足pH電極的工作條件，帶壓KCL儲(chǔ)瓶的壓力不符合要求檢查被測(cè)溶液狀態(tài)和帶壓KCL儲(chǔ)瓶的壓力，如必要，應(yīng)調(diào)整使其滿足要求
玻璃pH電極污染或鹽橋堵塞清洗玻璃pH電極或清洗鹽橋，如仍不能測(cè)量則更換
pH電極室周圍絕緣不良干燥玻璃pH電極，如果O型圈損壞，用備件更換
玻璃pH電極的特性變壞更換玻璃pH電極，然后用緩沖溶液進(jìn)行校準(zhǔn)
參比pH電極內(nèi)的溶液濃度變化對(duì)可充型敏感元件，更換內(nèi)部溶液，對(duì)充滿型敏感元件則清洗敏感有遠(yuǎn)見內(nèi)部并充滿KCL溶液
pH變送器線路異常修理或更換變送器的放大器
參比pH電極損壞更換參比pH電極
電纜接線錯(cuò)誤和接插件接觸不良對(duì)照接線圖檢查接線盒接插件情況
接地線不適當(dāng)檢查更換接地線或接地點(diǎn)
溫度補(bǔ)償電阻開路或短路修復(fù)或更換溫度補(bǔ)償pH電極
pH計(jì)故障實(shí)例分析
1、酸度計(jì)儀器在使用中發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)零調(diào)電位器時(shí)儀器不能調(diào)零，但數(shù)字可以改變
故障檢查、分析：儀器在正常的情況下，調(diào)節(jié)零調(diào)電位器，儀器能跳變。檢查前置放大器，用萬用表直流電壓擋測(cè)量前置放大器集成塊，發(fā)現(xiàn)電壓不能調(diào)，這說明此處電路故障，進(jìn)一步測(cè)量后發(fā)現(xiàn)是由于絕緣場(chǎng)效應(yīng)管不配對(duì)，改變配對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管的電阻使之相符。
故障處理：更換后儀器正常投用。
2、pH計(jì)指示無變化
故障檢查、分析：儀表指示無變化，可能是變送器故障，或者探頭污染，導(dǎo)致無法正常測(cè)量，用信號(hào)發(fā)送器模擬探頭給變送器發(fā)送信號(hào)，變送器輸出變化，變送器正常，拆檢pH分析探頭，發(fā)現(xiàn)探頭有污染現(xiàn)象。
故障處理：清洗探頭后儀表正常。
pH電極與pH計(jì)
3、pH計(jì)指示劇烈波動(dòng)
故障檢查、分析：導(dǎo)致儀表指示劇烈波動(dòng)的原因有變送器供電波動(dòng)，電路故障或變送器與測(cè)量探頭的連接線路有問題，用信號(hào)發(fā)送器模擬探頭給變送器發(fā)送信號(hào)，變送器輸出變化正常，變送器沒有問題，檢查供電也很穩(wěn)定，問題出在連接電纜或線路連接上。
故障處理：更換連接電纜后儀表指示正常。
4、工業(yè)pH計(jì)的玻璃pH電極和電路均完好，投運(yùn)后測(cè)量誤差大，甚至無法正常工作
故障分析：分析由兩種原因造成，一是測(cè)量pH電極至高阻轉(zhuǎn)換器間的屏蔽電纜、接線盒或接線端子絕緣阻抗降低。因?yàn)椴ＡH電極內(nèi)阻很高，如果pH電極和轉(zhuǎn)換器之間的端子受潮，屏蔽電纜霉變，參比pH電極用的KCl溶液污染端子盒或滲透到電纜簾子線中，維護(hù)時(shí)手上帶的油污或污水留在端子上，或端子盒未封密，塵垢積在其中等均可造成絕緣下降。二是儀器安裝環(huán)境附近有大的機(jī)電設(shè)備，過大的電流干擾儀器示值。
故障處理：做相應(yīng)處理。
5、用pH計(jì)測(cè)量時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)確
故障檢查、分析：檢查發(fā)現(xiàn)被測(cè)介質(zhì)中含油污，因當(dāng)介質(zhì)中含有較大量的油污雜質(zhì)時(shí)，會(huì)污染pH電極。
