pH計的工作原理和特點
2015-03-09
pH計的工作原理
任何溶液的酸堿度都可以用氫離子濃度來表示。由于水本身具有電離作用，當22℃時每升純水含有10-7克的[H+]，而氫的原子量和原子價都是1，所以每升純水含有l0-7克當量的[H+]，由于純水中的[H+]是由于水分子本身離解產生，
即：H2O=H++OH-純水呈中性，即兩種離子濃度相等，[H+]=[OH-]，其乘積為定溫常數，稱為離子積K水。K水=[H+][OH-]=10-710-7=10-14上式適用于任何酸堿性溶液，即任何一種水溶液，其中[H+][OH-]積都等于10-14。
例如在某種水溶液中[H+]=10-3，則[OH-]必然為10-11，因此對于任何一種水溶液，只要知道[H+]，則[OH-]就很容易求得，通常用氫離子濃度的常用對數的負值來定義pH，表示為：pH=-lg[H+]，因此中性溶液的pH值等于7。
如果有過量的氫離子，則pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氫氧根離子過量，則溶液呈堿性。pH值隨著所溶解的物質的多少而定，因此pH值能靈敏地指示出水質的變化情況。pH值的變化對生物的繁殖和生存有很大影響，同時還嚴重影響活性污泥生化作用，即影響處理效果，污水的pH值一般控制在6.5~7之間。pH值通常用電位法測量，常用一個恒定電位的參比電極和測量電極組成一個原電池，原電池電動勢的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。型沉人式pH計。該儀表測量電極采用特殊的對pH反應靈敏的玻璃電極，它具有測量精度高、抗干擾性好等特點。當它浸人被測溶液時，被測溶液中氫離子與電極球泡表面水化層中的氫離子平衡，同時玻璃球內外的溶液和電極球泡內壁的水化層產生電位差，玻璃電極內部充有pH值固定的緩沖溶液，引出電極浸人內溶液中形成半電池，與甘汞電極中浸人在飽和氯化鉀溶液中形成的半電池同時引人轉換器進行測量。pH值不同，對應產生的電位也不一樣，通過變送器將其轉換成標準4-20mA輸出。
pH計的特點
pH電極上的玻璃隨著時間推移會逐漸老化，梯度(單位pH值變化所引起的電極輸出電位的變化值)惡化，花費較長時間才能達到穩定電位。一般電極的使用壽命可達兩年。另外，溫度對老化也有較大影響，100℃下貯存幾周的老化程度相當于室溫下貯存一年的老化程度。pH計具有測量準確、可靠性高、安裝及維護方便等優點，同時對污染也較敏感，需要經常標定，一般每隔一個到一個半月標定一次，每兩年更換一次電極。
pH計的安裝和維護
pH計的安裝方式有流通式和浸人式兩種。污水處理廠一般選用的是浸人式安裝，如該污水處理廠的pH計安裝在沉砂池的出口溢流槽內，此處的pH值較具有代表性，且水流平穩，對pH計不會造成大的沖擊。定期的維護有助于儀表的準確測量和延長儀表的使用壽命。應當注意傳感器和變送器之間的專用電纜不能受潮，否則電極的高阻低壓信號將無法傳送至變送器。若電極不測量時，應將黃色保護套管套上，它能使電極處于濕潤狀態，有利于延長電極的使用壽命。每隔一個月左右，應對電極進行清洗，先用柔和的水流噴洗附著物，再將電極浸泡于清洗液中一段時間，而后用清水洗凈。傳感器支架也應清洗。每次清洗之后，要用緩沖劑溶液進行標定，目前國產的pH標定液中，pH=4的還可以，pH=7的不夠準確，將會影響標定結果。所以最好使用生產廠家的標定液，生產廠家一般提供兩瓶標準溶液，一瓶pH值等于7，用于標定儀表零點；一瓶pH值等于4，用于標定儀表的信號輸出斜率。
隨著我國對水資源保護的日益重視，污水的凈化處理顯得越來越重要，而與之配套的處理過程所需的檢測儀表是必不可少的。水質分析儀作為污水處理行業中最重要的儀表，除了選型和安裝正確以外，定期的維護和標定也十分重要，而且是使儀表能夠真正發揮作用的關鍵所在。
水質分析檢測儀產品鏈接：http://www.gffae.cn/product/szjc/
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