PH計原理詳解
PH計基于?電位法?測量溶液的氫離子濃度，通過電極系統(tǒng)將化學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號，終輸出pH值。其核心原理可分解為以下部分：

一、基本結(jié)構(gòu)：原電池系統(tǒng)
PH計由?參比電極?和?指示電極?（通常為玻璃電極）組成，兩者浸入溶液后構(gòu)成原電池：

?參比電極?：電位穩(wěn)定不變（如甘汞電極），提供恒定參考電勢?13。
?指示電極?（玻璃電極）：其玻璃膜對氫離子敏感，電位隨溶液中氫離子濃度變化?15。
兩電極間的?電位差?與溶液pH值呈對應(yīng)關(guān)系?24。
二、核心原理：能斯特方程
原電池的電動勢（E）與氫離子活度（[H?]）的關(guān)系遵循?能斯特方程?：
?
=
?
0
+
2.303
?
?
?
?
pH
E=E
0
?
+
F
2.303RT
?
?pH
其中：

?
0
E
0
?
為標準電極電位；
?
R 為氣體常數(shù)；
?
T 為溫度；
?
F 為法拉第常數(shù)?25。
通過測量電位差，儀器可直接計算出pH值（氫離子濃度的負對數(shù)）?56。
三、電極響應(yīng)機制
?玻璃電極工作原理?

玻璃膜表面與溶液接觸時，膜內(nèi)的硅酸鹽結(jié)構(gòu)允許氫離子選擇性滲透，形成?離子交換層?，產(chǎn)生膜電位?56。
膜電位大小取決于溶液與電極內(nèi)緩沖液（通常pH 7）的氫離子濃度差?58。
?溫度補償?

溫度影響電極響應(yīng)斜率（2.303RT/F項），需通過內(nèi)置傳感器或手動輸入溫度值進行補償，確保測量準確性?47。
四、測量系統(tǒng)工作流程
?信號采集?：原電池產(chǎn)生的微弱電信號經(jīng)高阻抗電路放大?13。
?信號轉(zhuǎn)換?：通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號?35。
?數(shù)據(jù)處理與顯示?：根據(jù)校準曲線（預(yù)先通過標準緩沖液標定）計算pH值，并實時顯示?13。
五、校準與穩(wěn)定性
?校準必要性?：電極長期使用后膜特性可能漂移，需定期用標準緩沖液（如pH 4.01、6.86、9.18）重新標定零點與斜率?35。
?參比電極維護?：需保持內(nèi)部電解液充足，避免液接界堵塞導(dǎo)致電位異常?

PH計標準操作方法
一、?開機與參數(shù)設(shè)定?
?開機準備?

按下電源鍵開機，部分型號需短按“退出”鍵啟動設(shè)備?2。
設(shè)置讀數(shù)模式：按“讀數(shù)”鍵選擇終點方式（如自動終點模式，顯示“A”標識）?2。
?緩沖液組選擇?

按“設(shè)置”鍵進入溫度調(diào)節(jié)界面，設(shè)置溫度與校準緩沖液溫度一致（默認25℃）?2。
選擇標準緩沖液組（如中國標準B3組：pH 4.003、6.864、9.182）?2。
二、?校準流程?
?電極預(yù)處理?

用蒸餾水沖洗電極，輕甩去除殘留液滴，避免污染緩沖液?12。
若電極長期未使用，需浸泡于3mol/L KCl保存液中活化30分鐘?2。
?兩點校準法?

?點校準（中性緩沖液）?：
? 將電極浸入pH 6.864緩沖液，按“校準”鍵啟動校準，待顯示值穩(wěn)定后自動保存?2。
?第二點校準（酸性/堿性緩沖液）?：
? 沖洗電極后浸入pH 4.003或9.182緩沖液，重復(fù)校準操作，確保斜率誤差≤±0.003 pH?12。
三、?測量操作?
?樣品檢測?

將電極浸入待測液，按“讀數(shù)”鍵啟動測量，等待數(shù)值穩(wěn)定（約10-30秒）?2。
測量過程中輕微搖晃電極，避免氣泡附著影響響應(yīng)速度?3。
?溫度補償?

若樣品溫度與校準溫度差異超過5℃，需重新調(diào)節(jié)溫度補償功能?2。
四、?關(guān)機與維護?
?設(shè)備關(guān)閉?

長按“退出”鍵關(guān)機，避免誤觸其他功能鍵?2。
?電極保養(yǎng)?

測量后立即用蒸餾水沖洗電極，擦拭干凈后浸泡于KCl保存液，防止玻璃膜干燥?12。
污染嚴重時使用胃蛋白酶洗液或硫醇溶液清潔電極表面?2。
五、?關(guān)鍵注意事項?
?校準規(guī)范?

校準頻率：實驗室儀器每1天校準1次，工業(yè)在線設(shè)備每班次校準?12。
緩沖液需現(xiàn)配現(xiàn)用，避免久置導(dǎo)致pH值漂移?1。
?干擾規(guī)避?

避免在高鹽、高有機物或強電磁干擾環(huán)境中測量?23。
通過規(guī)范執(zhí)行上述步驟，可確保PH計測量結(jié)果的準確性和設(shè)備使用壽命?1

PH計維修流程
一、?故障診斷與初步處理?
?電源異常排查?

檢查電源線、插座是否松動或斷裂，確認設(shè)備是否通電?23。
若儀器通電后無顯示，檢查背板保險絲是否熔斷，必要時更換同規(guī)格保險絲?23。
?電極狀態(tài)檢測?

觀察電極是否老化（靈敏度下降或無法校準至pH 7.00），需更換新電極?26。
檢查參比液是否干涸，若液位不足需補充3mol/L KCl溶液?16。
二、?電極清潔與活化?
?污染處理?

?物理清潔?：用細毛刷或棉簽清除電極球泡和液接界處的污物，塑殼電極可拆卸保護罩清潔?12。
?化學(xué)清潔?：
? 有機污染：浸泡于1:1漂白水或硫醇溶液15-30分鐘，后用蒸餾水沖洗?45。
? 無機沉淀：浸入0.1mol/L HCl或5%氫氟酸3-5秒（玻璃電極），再沖洗并活化?15。
?電極活化?

鈍化電極浸泡0.1mol/L HCl溶液24小時，后用KCl保存液浸泡同時間恢復(fù)靈敏度?15。
三、?電路與硬件修復(fù)?
?信號異常處理?

若數(shù)字亂跳，檢查電極插頭是否松動或受潮，用95%酒精擦拭插頭/插座后干燥?36。
定位調(diào)節(jié)失效時，檢查斜率電位器是否損壞，必要時更換或送修?26。
?溫度補償故障?

測溫探頭未連接或破損會導(dǎo)致補償失效，需重新插拔或更換探頭?34。
四、?校準驗證與性能測試?
?校準驗證?

使用pH 4.003、6.864、9.182緩沖液進行三點校準，檢查斜率是否在95%-105%范圍內(nèi)?67。
校準后測量已知pH值的溶液，誤差應(yīng)≤±0.1 pH?6。
?重復(fù)性測試?

連續(xù)測量同一緩沖液3次，標準偏差≤±0.05 pH為合格?6。
五、?維護與存儲規(guī)范?
?日常保養(yǎng)?

測量后立即用蒸餾水沖洗電極，存放于3mol/L KCl保存液中防止干涸?56。
工業(yè)在線設(shè)備每周清潔液接界，實驗室電極每月深度活化?45。
?長期停用處理?

排空參比液，干燥后密封保存；復(fù)合電極不可浸泡于蒸餾水或酸性溶液中?