選擇 pH 電極的七個(gè)技巧
更新時(shí)間：2026-02-25 瀏覽次數(shù)：75
pH 電極概述
pH 是全球廢水和淡水實(shí)驗(yàn)室都要測量的一項(xiàng)參數(shù)。測量該參數(shù)的最佳方法之一是將臺(tái)式或手持式 pH 計(jì)與 pH 探頭結(jié)合使用。在某些應(yīng)用中，需要使用專用探頭才能獲得準(zhǔn)確的 pH 數(shù)據(jù)。本文將介紹 pH 探頭的一些特定功能，建議在優(yōu)化pH測量時(shí)考慮這些功能。
01連接器類型
首先要檢查連接器，確保 pH 探頭與儀表兼容。例如，MultiLab 4010-3W 通過其專有的連接器可與 IDS（智能數(shù)字傳感器）探頭兼容，但借助一個(gè)適配器，也可以連接常見的 BNC 模擬連接器。
IDS 連接器安裝簡單，是 MultiLab 儀器自帶的，并按參數(shù)用顏色編碼，便于使用。pH 值用黃色編碼，從連接器或屏幕都能一目了然地了解當(dāng)前正在測量的參數(shù)。IDS 傳感器可在單根電纜中包含溫度，這意味著可以使用同一個(gè)探頭測量溫度和 pH 值。
用于 YSI MultiLab 的智能數(shù)字傳感器（IDS）
通過使用適配器，MultiLab 4010-3W 也可與 BNC 模擬連接器一起使用。使用 BNC 連接的探頭是模擬信號(hào)探頭，這意味著從 pH 探頭到儀器之間有直接的 mV 信號(hào)。BNC 探頭可用于任何帶有 BNC 連接器的儀表。由于信號(hào)是模擬量信號(hào)，許多基于 BNC 的 pH 探頭不包括熱敏電阻；在這種情況下，可以使用單獨(dú)的溫度探頭進(jìn)行精確的pH測量。如果在 MultiLab 上使用了另一個(gè)測量溫度的探頭，則可以使用一個(gè)設(shè)置來“借用"該探頭的溫度，以代替專用的溫度探頭。
此外，IDS 傳感器還可配備一個(gè)插件頭和可連接的通用無線電模塊，為單個(gè)探頭增加無線功能。這意味著不再需要將樣品送到臺(tái)式儀表上。相反，只要測量儀表在無線電范圍內(nèi)，就可以在現(xiàn)場任何地方使用傳感器進(jìn)行測量。
02
填充溶液
需要考慮填充溶液。這種內(nèi)部參比溶液是 pH 探頭的一部分，用于保持探頭內(nèi)部的電位穩(wěn)定。
許多探頭都裝有凝膠參比溶液，對于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室工作來說，這種溶液簡單可靠。凝膠參比溶液不能重新填充，但它能長期保持穩(wěn)定，幾乎不需要維護(hù)，也無需擔(dān)心更換填充溶液的問題。
如果希望對參比溶液有更多的控制，可以選擇可填充式探頭?？梢愿鶕?jù)需要使用額外的參比溶液對可填充式探頭進(jìn)行補(bǔ)充。只有當(dāng)填充溶液的液位高于所測物質(zhì)的液位時(shí)，可填充式 pH 探頭才能正常工作，因此請確保將探頭填充到推薦的填充液位。
可填充式探頭開口。在進(jìn)行校準(zhǔn)或測量時(shí)，請記住保持填充孔打開！
03玻璃膜形狀
在某些情況下，pH 電極的形狀很重要。一些常見的形狀包括球形、錐形和圓柱形，它們的相似之處在于其末端都有圓形玻璃膜。圓形的表面積更大，測量靈敏度更高。其他膜形狀如下表所示：
表1：各種膜形狀的實(shí)驗(yàn)室電極及其應(yīng)用。
_ | 形狀 | 特性/應(yīng)用 |
| 球形 （燈泡狀） | 表面積大，質(zhì)量穩(wěn)定，電阻低。適于大多數(shù)應(yīng)用 |
| 錐形 | 堅(jiān)固、光滑、易于清潔。普遍適用 |
| 圓柱形 | 防震，適用于一般應(yīng)用。特別適用于發(fā)酵罐電極 |
| 刮刀形 | 高阻力，適合穿透半固體介質(zhì) |
| 扁平 | 高阻力、防震、易清潔。適合表面測量 |
04
接界類型
接界是填充溶液流出的地方，可保持探頭體內(nèi)的恒定電位。無論 pH 探頭采用哪種接界類型，都要確保其浸入樣品中，以保證結(jié)果的一致性。
表2：實(shí)驗(yàn)室電極使用的接界類型及其某些特性。
_ | 形狀 | 特性/應(yīng)用 | 特性/應(yīng)用 |
| 陶瓷 | 0.2 ML/天 | 堅(jiān)固耐用，響應(yīng)時(shí)間短，孔隙容易堵塞。適合一般應(yīng)用，尤其適用于含有氧化性物質(zhì)的溶液 |
| 鉑 | 1 ML/天 | 接界不易堵塞，響應(yīng)時(shí)間快，擴(kuò)散電位低于陶瓷，只能進(jìn)行化學(xué)清潔，對機(jī)械應(yīng)力敏感。可用于多種應(yīng)用 |
| 磨口 接頭 | 3 ML/天 | 電解液流出量高，易于清潔。適用于含有大量懸浮顆粒的溶液，也適用于高離子和低離子溶液 |
| 環(huán)形 間隙 | 無 | 對稱環(huán)形間隙，操作簡便，不易臟污，樣品可到達(dá)參比系統(tǒng)，無需清潔參比系統(tǒng)。與平面玻璃膜結(jié)合使用時(shí)，適用于表面測量 |
| 纖維 | 無 | 操作簡便，樣品可到達(dá)參比系統(tǒng)，無需清潔參比系統(tǒng)?？捎糜谝话銓?shí)驗(yàn)室應(yīng)用和現(xiàn)場測量 |
鉑接界是一種常見的接界類型。這是一束允許微量流出的細(xì)鉑絲，是一種很好的通用接界。
另一種接界是磨口接頭，環(huán)繞探頭的整個(gè)圓周。這種類型的接界允許大量流出，設(shè)計(jì)用于在特別厚或顆粒較多的應(yīng)用中快速排出填充溶液。它在離子強(qiáng)度較低的應(yīng)用中也表現(xiàn)出色。Scienceline pHT-G 就采用了這種接界。
纖維接界又稱 Pellon 接界，就像油燈中的燈芯。這種設(shè)計(jì)與 YSI 為野外工作而設(shè)計(jì)的其他環(huán)境產(chǎn)品類似。
有些 pH 探頭使用雙接界參比系統(tǒng)。這種系統(tǒng)堅(jiān)固耐用，抗回流影響，響應(yīng)速度快。二次接界意味著即使發(fā)生回流事件，探頭也能保持正常工作。ScienceLine 系列的所有 pH 探頭均采用雙接界參比系統(tǒng)。
05溫度
溫度是 pH 值測量的關(guān)鍵因素。能斯特方程（如下所示）表明，溫度是確定溶液中氫離子活性所需的變量之一。沒有準(zhǔn)確的溫度讀數(shù)，就無法獲得準(zhǔn)確的 pH 值！
目前市場上的許多探頭都集成了溫度功能。對于那些沒有集成溫度功能的探頭，請確保有一個(gè)單獨(dú)的溫度探頭可用，如 ScienceLine Temp 135。如果處理的樣品溫度恒定，也可以選擇在儀器上手動(dòng)輸入該溫度。但是，由于 pH 值高度依賴于被測系統(tǒng)的溫度，因此使用探頭測量當(dāng)前溫度是建議的選擇。
06更換周期
是否有一個(gè)較舊的 pH 探頭，其測量速度或準(zhǔn)確性已大不如前？因?yàn)樵O(shè)備的功能端是一種消耗品，所以 pH 探頭需要定期更換。一旦 pH 探頭的外層使用了一段時(shí)間，其表面就會(huì)出現(xiàn)微小裂縫，使系統(tǒng)“短路"，導(dǎo)致讀數(shù)不正確。此外，電極中的填充溶液，無論是凝膠填充還是液體填充，使用壽命都是有限的。一旦 pH 探頭失效，就必須更換探頭，以重新獲得良好的 pH 讀數(shù)。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室 pH 探頭的使用壽命約為一年左右，具體取決于存儲(chǔ)條件、維護(hù)和應(yīng)用的嚴(yán)格程度。
07應(yīng)用
YSI 提供的 pH 探頭種類繁多，我們?yōu)閷?shí)驗(yàn)室電極提供了便捷的電極選擇指南和電極應(yīng)用指南。這些指南將幫助您選擇適合 pH 測量應(yīng)用的探頭。
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