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在線式酸堿度PH計(jì)的工作原理及應(yīng)用
在線酸堿度pH計(jì)（Online pH meter），是指用來(lái)測(cè)定溶液酸堿度值的儀器。pH計(jì)是利用原電池的原理工作的，原電池的兩個(gè)電極間的電動(dòng)勢(shì)依據(jù)能斯特方程，既與電極的自身屬性有關(guān)，還與溶液里的氫離子濃度有關(guān)。原電池的電動(dòng)勢(shì)和氫離子濃度之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)即為pH值。
（能斯特方程，是指用以定量描述某種離子在A、B兩體系間形成的擴(kuò)散電位的方程表達(dá)式。在電化學(xué)中，能斯特方程用來(lái)計(jì)算電極上相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)而言的定氧化還原對(duì)的平衡電壓。能斯特方程只有在氧化還原對(duì)中兩種物質(zhì)同時(shí)存在時(shí)才有意義。瓦爾特·赫爾曼·能斯特，德國(guó)，1864年6月25日-1941年11月18日）
一、ph的概念
pH是拉丁文“Pondus hydrogenii”一詞的縮寫（Pondus=壓強(qiáng)、壓力，hydrogenium=氫），用來(lái)量度物質(zhì)中氫離子的活性。這一活性直接關(guān)系到水溶液的酸性、中性和堿性。
離子活性度，是指電解質(zhì)溶液中參與電化學(xué)反應(yīng)的離子的有效濃度。離子活度（α）和濃度（c）之間存在定量的關(guān)系，其表達(dá)式為：α=γc式中：α為離子的活度；γ為離子的活度系數(shù)；c為離子的濃度。
γ通常小于1，在溶液無(wú)限稀時(shí)離子間相互作用趨于零，此時(shí)活度系數(shù)趨于1，活度等于溶液的實(shí)際濃度。一般在水溶液中H離子的濃度非常小，所以H離子的活度基本和其濃度相等。
根據(jù)能斯特方程，離子活度與電極電位成正比，因此可對(duì)溶液建立起電極電位與活度的關(guān)系曲線，此時(shí)測(cè)定了電位，即可確定離子活度，實(shí)際上是通過(guò)測(cè)量電位mV，來(lái)計(jì)算H離子的濃度的。
二、在線ph計(jì)的工作原理
pH計(jì)主要用于測(cè)量液體中的氫離子濃度。準(zhǔn)確地說(shuō)是測(cè)量氫離子活性，得出酸性、中性還是堿性的數(shù)值，在自來(lái)水、河水、飲料、食品、污水、醫(yī)療和化工等領(lǐng)域廣泛地使用工業(yè)用液體分析儀。
全量程是0～14pH，pH=7為中性，pH《7為酸性，pH值接近0為強(qiáng)酸性。pH》7為堿性，pH值接近14為強(qiáng)堿性。
在線pH計(jì)將待測(cè)液體氫離子活性作為兩根電極之間產(chǎn)生的電位差，通過(guò)變送器得到傳輸信號(hào)。
成為基準(zhǔn)的電極被稱為玻璃電極，從外觀來(lái)看與玻璃試管相似。但是前端為特殊玻璃制成的數(shù)十μmm的薄膜玻璃，內(nèi)置有內(nèi)部緩沖液和內(nèi)部電極。內(nèi)部電極與待測(cè)液體之間有玻璃薄膜，基本上是絕緣狀態(tài)。
另一端的電極稱為比較電極（或參比電極），結(jié)構(gòu)與玻璃電極類似，但前端有液接界，內(nèi)部液體與待測(cè)液體通過(guò)縫隙接觸。液接界形態(tài)多樣，包括玻璃纖維形、小孔形、陶瓷形、套管形等，根據(jù)具體的用途進(jìn)行選擇。
檢測(cè)部分的阻抗由于隔著玻璃膜，阻抗大于10MΩ，所以變送部分需要更高的阻抗，必須達(dá)到1GΩ以上，放大器與電極之間也使用絕緣性高的導(dǎo)線和端子。
測(cè)量液的氫離子活性，會(huì)使玻璃電極的薄膜玻璃兩側(cè)之間產(chǎn)生電位差。玻璃電極的薄膜玻璃內(nèi)側(cè)電位經(jīng)過(guò)內(nèi)部緩沖液，通過(guò)內(nèi)電極導(dǎo)出；而接液的外側(cè)電位經(jīng)過(guò)待測(cè)液體-參比電極液接界-內(nèi)部液體，通過(guò)參比電極的內(nèi)部電極導(dǎo)出。
兩電極的內(nèi)部電極與內(nèi)部液體之間產(chǎn)生的電位，大體相互抵消，所以能測(cè)量薄膜玻璃兩側(cè)的電位。