酸度計(jì)計(jì)量檢定中的常見故障及解決措施

謝 璇，胡曉晨

（淮南市計(jì)量測試檢定所，安徽 淮南 232000）

隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)量技術(shù)作為基礎(chǔ)手段，衡量著我們國家日益提高的國民經(jīng)濟(jì)以及飛躍的科學(xué)水平，彰顯著一個(gè)國家的綜合國力。酸度計(jì)（pH計(jì)）是最普遍的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，關(guān)系到我們生活的方方面面。pH計(jì)檢定周期為1年，且屬于強(qiáng)制檢定范疇內(nèi)，檢定由政府計(jì)量行政部門強(qiáng)制執(zhí)行，檢定關(guān)系固定，定點(diǎn)定期送檢，檢定分為送檢和現(xiàn)場檢定兩種形式，計(jì)量人員進(jìn)行檢定必須按檢定規(guī)程實(shí)施。本文就pH計(jì)日常檢定過程中遇到的問題進(jìn)行探討和分析，并找到解決方式，有效率地提高了pH計(jì)的使用準(zhǔn)確度，對提升計(jì)量檢定工作質(zhì)量意義重大。

1 pH的工作原理和分類

1.1 pH計(jì)的結(jié)構(gòu)

目前使用的酸度計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測量準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。酸度計(jì)由2部分構(gòu)成，即電極和電計(jì)。目前，大多數(shù)pH計(jì)配有離子選擇的復(fù)合電極，把測量電極和參比電極復(fù)合制造成一體，可以測量離子電極電位mv值。

1.2 pH計(jì)的工作原理

pH計(jì)的工作原理為：pH計(jì)里有一塊工作電池，是由測量電極與參比電極組成的，通過它測得在溶液中的電位差，得到電池的電勢大小，且與待測溶液的pH形成線性關(guān)系，再利用電流計(jì)的轉(zhuǎn)換，得到pH單位數(shù)值的測定值。原電池的組成有2部分，一部分為對pH敏感的電極，另一部分為參比電極，把它們同時(shí)放在一溶液里，形成該電池的電位，是這兩種電極電位的代數(shù)和。保持溫度恒定不變，電池電位的變化是有規(guī)律可循，是隨待測溶液的pH變化而變動(dòng)。由于pH計(jì)中電池電動(dòng)勢特別小，同時(shí)，電路有阻抗較大（1～1 000 MΩ），所以，測電池的電位是困難重重的。要想將電池電位信號放大，電流計(jì)充當(dāng)了放大角色，放大多倍原電池電位，重新得到的信號顯示在電表中，其推動(dòng)的信號強(qiáng)度幅度大小，通過電表指針的偏轉(zhuǎn)程度來代表，pH值同步出現(xiàn)在pH電流表盤上，其中，較為直觀的是數(shù)字式pH計(jì)，它會以數(shù)字的形式直接顯示pH值。

2 在計(jì)量檢定過程中酸度計(jì)常見的問題

作為普及率高、易上手、操作簡單的一種實(shí)驗(yàn)儀器，酸度計(jì)檢定中也常常出現(xiàn)很多問題，讀數(shù)有波動(dòng)、校準(zhǔn)有問題等，下面一一討論。

2.1 區(qū)分酸度計(jì)的類型和級別

針對不同行業(yè)不同應(yīng)用場合，pH計(jì)的種類應(yīng)有盡有，國產(chǎn)、進(jìn)口的型號規(guī)格不一。按便攜性分為臺式、筆式和便攜式pH計(jì)；按智能水平和先進(jìn)程度分為精密型、智能型和經(jīng)濟(jì)型pH計(jì)；或較為簡單的分為指針式和數(shù)顯式，指針式有PHS-3C型、PHS-25型，數(shù)顯式有PHS-4D等。此外，進(jìn)口的有日本PE20K等。檢定這些形式不一的酸度計(jì)，有著相應(yīng)的操作程序，針對不同地區(qū)的酸度計(jì)，所選校準(zhǔn)點(diǎn)的個(gè)數(shù)根據(jù)要求是不同的。pH計(jì)儀器的級別為0.2級、0.1級、0.02級、0.01級、0.001級，分度值或最小顯示值為對應(yīng)的pH為0.2，0.1，0.02，0.01，0.001，比如對0.02級的酸度計(jì)要符合以下要求：電示值誤差小于等于0.01 pH、輸入電流小于等于1×10A、輸入阻抗引起的誤差小于等于0.01 pH和溫度補(bǔ)償器引起的誤差小于等于0.01 pH。

2.2 檢定設(shè)備與酸度計(jì)的接口連接不匹配

在日常檢定工作中，一般檢定設(shè)備的連接線有3條，但仍存在和部分pH計(jì)不吻合的情況。比如有部分進(jìn)口pH計(jì)的接口比較特殊，連接不了檢定設(shè)備，不能進(jìn)行檢定，所以需要特別制作輸出連接線。

2.3 工作溫度范圍很重要

在用電極測量時(shí)，溫度往往會導(dǎo)致測量結(jié)果的不實(shí)。被檢酸度（pH）計(jì)為0.001級時(shí)，室溫要求范圍是17～23℃；被檢酸度（pH）計(jì)為0.01級時(shí)，室溫要求范圍10～30℃；被檢酸度（pH）計(jì)為0.02級時(shí)，室溫要求范圍是10～30℃；被檢酸度（pH）計(jì)為0.01級及以下級別時(shí)，室溫要求范圍是5～40℃，對于每1℃的溫度變化，將引起電位0.2 mv/per pH變化。用pH值來表示則為每1℃變化的情況下，pH變化0.003 3的pH值。測量參數(shù)在20～30℃和7pH左右時(shí)，溫度變化不用進(jìn)行補(bǔ)償；而在另外一種情況下，溫度一旦發(fā)生變化，一定要進(jìn)行補(bǔ)償，即溫度小于20℃或大于30℃，pH值小于6或大于8時(shí)。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液保存不合格

保存標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，冰箱需要設(shè)定特定范圍的溫度，即保持低溫5～10℃，且瓶蓋要擰緊嚴(yán)密，按這種方法保存可用一兩個(gè)月，一旦瓶內(nèi)出現(xiàn)沉淀或發(fā)霉變質(zhì)跡象，則停止使用。在使用過程中，不能直接將大瓶中的標(biāo)液直接倒出使用，應(yīng)倒入提前準(zhǔn)備的聚乙烯小瓶，容積為50 mL即可，小瓶的標(biāo)液需放置在環(huán)境溫度下，待瓶內(nèi)溫度與環(huán)境溫度差不多時(shí)再使用。小瓶中未用完的標(biāo)液倒入指定的廢棄收回裝置，不得倒回大瓶。

2.5 其他問題

電源電壓會對測量標(biāo)準(zhǔn)信號的穩(wěn)定性造成影響，無斜率補(bǔ)償量的輸出，零電勢大，影響電極零點(diǎn)測量，輸出電位范圍偏小。檢定規(guī)程要求較高（0～2 000 mV），酸度計(jì)長時(shí)間存在后，電極易發(fā)生老化現(xiàn)象，進(jìn)而影響檢測的準(zhǔn)確性等。

3 酸度計(jì)常見問題的解決方法

加強(qiáng)酸度計(jì)的定期維護(hù)與校準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)使用人員要把各種儀器的出廠使用說明保存好，熟悉并掌握酸度計(jì)的結(jié)構(gòu)、工作原理及維護(hù)細(xì)節(jié)，并派專人進(jìn)行定期管理和維護(hù)；確保實(shí)驗(yàn)溫度在要求范圍內(nèi)，檢查電極完好。清潔、干燥是對玻璃電極插座最基本的要求，水溶液對電極損壞很大，嚴(yán)禁碰觸，實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常有各種對電極不利的有害氣體，比如煙霧、酸霧等氣體，嚴(yán)禁使其接觸倒電極，從而確保儀器的高輸入阻抗。

4 結(jié)論

酸度計(jì)在各行各業(yè)起到了不可或缺的作用，采用酸度計(jì)能更好地控制化學(xué)反應(yīng)，做好酸度計(jì)的強(qiáng)制檢定工作，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率和提升產(chǎn)品質(zhì)量，從而確保安全生產(chǎn)。因此，本文對定期檢定酸度計(jì)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析和探究，提出了解決方法，從而提高了酸度計(jì)的準(zhǔn)確性。

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