PHS-3E型pH計(jì)的日常維護(hù)和故障分析

孫亞麗，田世芹，劉 非

(濱州市氣象局，濱州 256612)

0 引言

酸雨觀測(cè)是氣象部門觀測(cè)業(yè)務(wù)的一個(gè)重要組成部分，各站積累的酸雨觀測(cè)資料為研究酸雨的長(zhǎng)期趨勢(shì)和時(shí)空分布提供了科學(xué)依據(jù)[1]。目前山東省要求所有臺(tái)站均使用雷磁PHS-3E型pH計(jì)測(cè)量酸雨pH值。文章對(duì)該型號(hào)儀器如何做好其日常維護(hù)和常見故障的排除，總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，以供業(yè)務(wù)人員參考。

1 雷磁PHS-3E型pH計(jì)的日常維護(hù)

1.1 工作原理

雷磁PHS-3E型pH計(jì)由主機(jī)箱、鍵盤、大屏幕LCD液晶顯示屏、多功能電極架、E-301型pH復(fù)合電極和電源開關(guān)等組成[2]。它采用電位法測(cè)量pH值。電位法是利用玻璃電極對(duì)水溶液中氫離子濃度變化的選擇性響應(yīng)，與參比電極一起在溶液中組合形成“化學(xué)電池”，通過對(duì)其電動(dòng)勢(shì)變化的測(cè)量來確定溶液的pH值。

1.2 工作環(huán)境

雷磁PHS-3E型pH計(jì)正常使用和儲(chǔ)存儀器所需的環(huán)境溫度為5～40 ℃，相對(duì)濕度不超過85%；需要穩(wěn)定的電源，除地球磁場(chǎng)外無其他磁場(chǎng)干擾，周圍沒有振動(dòng)和腐蝕性氣體。

儀器操作環(huán)境應(yīng)保持清潔，實(shí)驗(yàn)儀器應(yīng)放置整齊。實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面需干燥和衛(wèi)生，防止水樣樣品被人為污染。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嚴(yán)禁吸煙，不能將食物或其他無關(guān)物品等帶入實(shí)驗(yàn)室[3]，并注意防火安全。

酸雨觀測(cè)人員要有嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度、精心細(xì)致的工作作風(fēng)、整齊清潔的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。觀測(cè)員進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室穿專用工作服，工作前后及時(shí)洗手。操作時(shí)注意自身安全，做到不將化學(xué)試劑溶液噴濺到身體及儀器設(shè)備和工作臺(tái)面上[4]。

使用前要確保儀器安裝正確，接地良好，電源和電極的連接要牢固可靠，謹(jǐn)防被腐蝕性氣體污染。

操作結(jié)束，需及時(shí)斷開電源，并將短路插頭插入插座，以免灰塵和水汽進(jìn)入；儀器長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí)，應(yīng)用干凈的抹布或?qū)Ｓ貌继渍制饋恚悦饣覊m侵入儀器內(nèi)部。

1.3 測(cè)量時(shí)的注意事項(xiàng)

每次啟動(dòng)設(shè)備前需檢查電源是否連接牢固，注意檢查復(fù)合電極內(nèi)部及電極保護(hù)帽內(nèi)是否有足夠的保護(hù)液。測(cè)量時(shí)，必須按照規(guī)范和臺(tái)站規(guī)定的測(cè)量步驟進(jìn)行，測(cè)量動(dòng)作應(yīng)輕而穩(wěn)。電極的引入導(dǎo)線應(yīng)保持靜止，否則會(huì)引起測(cè)量不穩(wěn)定。

預(yù)熱完畢后，儀器每次使用前均需要對(duì)電極進(jìn)行標(biāo)定。雷磁PHS-3E型pH計(jì)具有自動(dòng)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的能力，可以快速自動(dòng)識(shí)別4.00 pH、6.86 pH、9.18 pH標(biāo)液，因此對(duì)于此3種標(biāo)液，觀測(cè)員按“定位”鍵或者“斜率”鍵后，可直接按“確定”鍵完成校準(zhǔn)，無需調(diào)整數(shù)據(jù)。

標(biāo)定有一點(diǎn)標(biāo)定和二點(diǎn)標(biāo)定兩種方法。文章使用二點(diǎn)標(biāo)定法。標(biāo)定時(shí)，須按照“先定位、后斜率”的順序。一般用中性標(biāo)液標(biāo)定位，但用何種標(biāo)液標(biāo)斜率，應(yīng)根據(jù)各臺(tái)站降水pH值歷年出現(xiàn)的范圍，選用接近該范圍的標(biāo)液進(jìn)行斜率標(biāo)定。有時(shí)pH讀數(shù)不穩(wěn)定，除儀器自身原因外，可能是由于校準(zhǔn)方式有誤所造成。此時(shí)可以反復(fù)采取二點(diǎn)標(biāo)定的方法，使儀器達(dá)到最佳狀態(tài)。

pH計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度會(huì)隨著時(shí)間和使用次數(shù)產(chǎn)生示值漂移現(xiàn)象，臺(tái)站應(yīng)每年定期到有相關(guān)檢定資質(zhì)的部門進(jìn)行檢定，確保儀器正常運(yùn)行。

城市開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目棄土存放和清運(yùn)調(diào)配管理方案的概論…………………………………………………… 曹文昌（11-237）

1.4 復(fù)合電極的使用維護(hù)

復(fù)合電極是該型號(hào)pH計(jì)的重要組成部件，它的正常與否直接關(guān)系到測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，日常操作維護(hù)時(shí)應(yīng)做如下注意。

首先，復(fù)合電極出廠滿2 a或使用達(dá)到1 a時(shí)應(yīng)及時(shí)報(bào)廢[5]。其次，在使用復(fù)合電極前，應(yīng)檢查電極的敏感玻璃球泡。正常情況下，電極應(yīng)透明，無裂紋；球體應(yīng)充滿溶液，無氣泡，否則會(huì)影響測(cè)量準(zhǔn)確度，若有氣泡，應(yīng)像甩體溫計(jì)一樣清除內(nèi)部氣泡。因玻璃球泡非常薄，任何破損都會(huì)使電極失效。當(dāng)確定一切正常時(shí)，取下電極保護(hù)套，操作時(shí)避免敏感的電極玻璃球泡與硬物接觸，并避免其長(zhǎng)期浸泡在蒸餾水、蛋白質(zhì)溶液和酸性氟化物中。

使用時(shí)，應(yīng)拆除復(fù)合電極頂端的橡皮塞；電極內(nèi)部填充液高度一般在2/3處，若填充液太少，應(yīng)加入飽和氯化鉀的外參比補(bǔ)充溶液。清洗電極后，請(qǐng)勿用濾紙擦拭玻璃膜，應(yīng)用濾紙吸干水分，防止交叉污染和損壞玻璃膜。另外，復(fù)合電極的引出端必須保持清潔干燥，防止輸出兩端短路，否則將導(dǎo)致測(cè)量失準(zhǔn)或失效。

在測(cè)量結(jié)束時(shí)，應(yīng)及時(shí)裝上電極保護(hù)，并在電極套內(nèi)放置少量外部參考補(bǔ)充液，使電極氣泡保持濕潤(rùn)。如果復(fù)合電極長(zhǎng)時(shí)間不用(兩周以上)，當(dāng)再次使用前，應(yīng)將電極的測(cè)量端浸在3 mol/L的氯化鉀溶液中活化2 h以上，方可使用，否則會(huì)引起電位漂移。

最后，復(fù)合電極最常見的問題是外部參比電極液體邊界堵塞，應(yīng)注意及時(shí)清洗，否則容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差[6，7]。

2 雷磁PHS-3E型pH計(jì)的常見故障排除

2.1 開機(jī)異常

接通電源后，如果顯示屏不亮，檢查電源是否有電壓輸出。開機(jī)后，當(dāng)顯示屏顯示“Err”字樣，判斷存儲(chǔ)芯片可能存在問題，儀器自檢時(shí)出現(xiàn)這種情況，需要觀測(cè)員關(guān)機(jī)等待，然后再開機(jī)。反復(fù)操作幾次后，一般會(huì)自動(dòng)通過儀器自檢。如果問題一直不能得到解決，需及時(shí)聯(lián)系專業(yè)維修人員。

開機(jī)后，若顯示屏mV區(qū)顯示“Err”字樣，溫度卻顯示正常，則可能是輸入電位超出測(cè)量范圍，觀測(cè)員可以將隨機(jī)短路插頭插入電極插座。

2.2 測(cè)量異常

在測(cè)量狀態(tài)下，若觀測(cè)員按下“pH/mV”鍵，卻無法正常切換到pH測(cè)量狀態(tài)，則可能是pH測(cè)量范圍超出了±20.00pH，此時(shí)需要減小輸入信號(hào)，或者將機(jī)器配備的短路插頭插入電極插口進(jìn)行檢查。

在測(cè)量狀態(tài)下，如果出現(xiàn)讀數(shù)不準(zhǔn)的現(xiàn)象，通常是電極被鈍化所導(dǎo)致。此時(shí)，應(yīng)將電極測(cè)量端浸泡在濃度為4%的氫氟酸中3～5 s，然后用蒸餾水沖洗，最后浸泡在濃度為0.1 mol/l的鹽酸溶液中，使其恢復(fù)如新。

2.3 其他故障

校準(zhǔn)儀器時(shí)，如果定位和斜率無法校準(zhǔn)到標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的數(shù)值，且數(shù)值不斷跳變，可能由以下幾種原因造成：1)復(fù)合電極內(nèi)有氣泡；2)復(fù)合電極老化；3)pH計(jì)內(nèi)部電位器損壞。業(yè)務(wù)人員可通過甩電極去氣泡或更換電極等方法處理。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章介紹了酸雨觀測(cè)工作中積累的一些經(jīng)驗(yàn)。除儀器自身可能出現(xiàn)的各種故障外，觀測(cè)員日常操作和維護(hù)不當(dāng)也是引起故障的重要原因，因此要求觀測(cè)員在日常的工作中，嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，積累更多的故障處理方法，從而保證酸雨觀測(cè)工作的順利進(jìn)行。