酸度計計量檢定中的常見故障及解決措施

謝 璇，胡曉晨

（淮南市計量測試檢定所，安徽 淮南 232000）

隨著社會的發展和科學技術的進步，計量技術作為基礎手段，衡量著我們國家日益提高的國民經濟以及飛躍的科學水平，彰顯著一個國家的綜合國力。酸度計（pH計）是最普遍的一種實驗設備，關系到我們生活的方方面面。pH計檢定周期為1年，且屬于強制檢定范疇內，檢定由政府計量行政部門強制執行，檢定關系固定，定點定期送檢，檢定分為送檢和現場檢定兩種形式，計量人員進行檢定必須按檢定規程實施。本文就pH計日常檢定過程中遇到的問題進行探討和分析，并找到解決方式，有效率地提高了pH計的使用準確度，對提升計量檢定工作質量意義重大。

1 pH的工作原理和分類

1.1 pH計的結構

目前使用的酸度計具有結構簡單、操作方便、測量準確、自動化程度高等優點。酸度計由2部分構成，即電極和電計。目前，大多數pH計配有離子選擇的復合電極，把測量電極和參比電極復合制造成一體，可以測量離子電極電位mv值。

1.2 pH計的工作原理

pH計的工作原理為：pH計里有一塊工作電池，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形成線性關系，再利用電流計的轉換，得到pH單位數值的測定值。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和。保持溫度恒定不變，電池電位的變化是有規律可循，是隨待測溶液的pH變化而變動。由于pH計中電池電動勢特別小，同時，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，電流計充當了放大角色，放大多倍原電池電位，重新得到的信號顯示在電表中，其推動的信號強度幅度大小，通過電表指針的偏轉程度來代表，pH值同步出現在pH電流表盤上，其中，較為直觀的是數字式pH計，它會以數字的形式直接顯示pH值。

2 在計量檢定過程中酸度計常見的問題

作為普及率高、易上手、操作簡單的一種實驗儀器，酸度計檢定中也常常出現很多問題，讀數有波動、校準有問題等，下面一一討論。

2.1 區分酸度計的類型和級別

針對不同行業不同應用場合，pH計的種類應有盡有，國產、進口的型號規格不一。按便攜性分為臺式、筆式和便攜式pH計；按智能水平和先進程度分為精密型、智能型和經濟型pH計；或較為簡單的分為指針式和數顯式，指針式有PHS-3C型、PHS-25型，數顯式有PHS-4D等。此外，進口的有日本PE20K等。檢定這些形式不一的酸度計，有著相應的操作程序，針對不同地區的酸度計，所選校準點的個數根據要求是不同的。pH計儀器的級別為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的pH為0.2，0.1，0.02，0.01，0.001，比如對0.02級的酸度計要符合以下要求：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和溫度補償器引起的誤差小于等于0.01 pH。

2.2 檢定設備與酸度計的接口連接不匹配

在日常檢定工作中，一般檢定設備的連接線有3條，但仍存在和部分pH計不吻合的情況。比如有部分進口pH計的接口比較特殊，連接不了檢定設備，不能進行檢定，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，溫度往往會導致測量結果的不實。被檢酸度（pH）計為0.001級時，室溫要求范圍是17～23℃；被檢酸度（pH）計為0.01級時，室溫要求范圍10～30℃；被檢酸度（pH）計為0.02級時，室溫要求范圍是10～30℃；被檢酸度（pH）計為0.01級及以下級別時，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。測量參數在20～30℃和7pH左右時，溫度變化不用進行補償；而在另外一種情況下，溫度一旦發生變化，一定要進行補償，即溫度小于20℃或大于30℃，pH值小于6或大于8時。

2.4 標準溶液保存不合格

保存標準溶液時，冰箱需要設定特定范圍的溫度，即保持低溫5～10℃，且瓶蓋要擰緊嚴密，按這種方法保存可用一兩個月，一旦瓶內出現沉淀或發霉變質跡象，則停止使用。在使用過程中，不能直接將大瓶中的標液直接倒出使用，應倒入提前準備的聚乙烯小瓶，容積為50 mL即可，小瓶的標液需放置在環境溫度下，待瓶內溫度與環境溫度差不多時再使用。小瓶中未用完的標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準信號的穩定性造成影響，無斜率補償量的輸出，零電勢大，影響電極零點測量，輸出電位范圍偏小。檢定規程要求較高（0～2 000 mV），酸度計長時間存在后，電極易發生老化現象，進而影響檢測的準確性等。

3 酸度計常見問題的解決方法

加強酸度計的定期維護與校準。實驗使用人員要把各種儀器的出廠使用說明保存好，熟悉并掌握酸度計的結構、工作原理及維護細節，并派專人進行定期管理和維護；確保實驗溫度在要求范圍內，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，嚴禁碰觸，實驗室經常有各種對電極不利的有害氣體，比如煙霧、酸霧等氣體，嚴禁使其接觸倒電極，從而確保儀器的高輸入阻抗。

4 結論

酸度計在各行各業起到了不可或缺的作用，采用酸度計能更好地控制化學反應，做好酸度計的強制檢定工作，以達到提高生產效率和提升產品質量，從而確保安全生產。因此，本文對定期檢定酸度計過程中出現的問題進行了分析和探究，提出了解決方法，從而提高了酸度計的準確性。

參考文獻：

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