选择 pH 电极的七个技巧
更新时间：2026-02-25 浏览次数：33
pH 电极概述
pH 是全球废水和淡水实验室都要测量的一项参数。测量该参数的最佳方法之一是将台式或手持式 pH 计与 pH 探头结合使用。在某些应用中，需要使用专用探头才能获得准确的 pH 数据。本文将介绍 pH 探头的一些特定功能，建议在优化pH测量时考虑这些功能。
01连接器类型
首先要检查连接器，确保 pH 探头与仪表兼容。例如，MultiLab 4010-3W 通过其专有的连接器可与 IDS（智能数字传感器）探头兼容，但借助一个适配器，也可以连接常见的 BNC 模拟连接器。
IDS 连接器安装简单，是 MultiLab 仪器自带的，并按参数用颜色编码，便于使用。pH 值用黄色编码，从连接器或屏幕都能一目了然地了解当前正在测量的参数。IDS 传感器可在单根电缆中包含温度，这意味着可以使用同一个探头测量温度和 pH 值。
用于 YSI MultiLab 的智能数字传感器（IDS）
通过使用适配器，MultiLab 4010-3W 也可与 BNC 模拟连接器一起使用。使用 BNC 连接的探头是模拟信号探头，这意味着从 pH 探头到仪器之间有直接的 mV 信号。BNC 探头可用于任何带有 BNC 连接器的仪表。由于信号是模拟量信号，许多基于 BNC 的 pH 探头不包括热敏电阻；在这种情况下，可以使用单独的温度探头进行精确的pH测量。如果在 MultiLab 上使用了另一个测量温度的探头，则可以使用一个设置来“借用"该探头的温度，以代替专用的温度探头。
此外，IDS 传感器还可配备一个插件头和可连接的通用无线电模块，为单个探头增加无线功能。这意味着不再需要将样品送到台式仪表上。相反，只要测量仪表在无线电范围内，就可以在现场任何地方使用传感器进行测量。
02
填充溶液
需要考虑填充溶液。这种内部参比溶液是 pH 探头的一部分，用于保持探头内部的电位稳定。
许多探头都装有凝胶参比溶液，对于大多数实验室工作来说，这种溶液简单可靠。凝胶参比溶液不能重新填充，但它能长期保持稳定，几乎不需要维护，也无需担心更换填充溶液的问题。
如果希望对参比溶液有更多的控制，可以选择可填充式探头。可以根据需要使用额外的参比溶液对可填充式探头进行补充。只有当填充溶液的液位高于所测物质的液位时，可填充式 pH 探头才能正常工作，因此请确保将探头填充到推荐的填充液位。
可填充式探头开口。在进行校准或测量时，请记住保持填充孔打开！
03玻璃膜形状
在某些情况下，pH 电极的形状很重要。一些常见的形状包括球形、锥形和圆柱形，它们的相似之处在于其末端都有圆形玻璃膜。圆形的表面积更大，测量灵敏度更高。其他膜形状如下表所示：
表1：各种膜形状的实验室电极及其应用。
_ | 形状 | 特性/应用 |
| 球形 （灯泡状） | 表面积大，质量稳定，电阻低。适于大多数应用 |
| 锥形 | 坚固、光滑、易于清洁。普遍适用 |
| 圆柱形 | 防震，适用于一般应用。特别适用于发酵罐电极 |
| 刮刀形 | 高阻力，适合穿透半固体介质 |
| 扁平 | 高阻力、防震、易清洁。适合表面测量 |
04
接界类型
接界是填充溶液流出的地方，可保持探头体内的恒定电位。无论 pH 探头采用哪种接界类型，都要确保其浸入样品中，以保证结果的一致性。
表2：实验室电极使用的接界类型及其某些特性。
_ | 形状 | 特性/应用 | 特性/应用 |
| 陶瓷 | 0.2 ML/天 | 坚固耐用，响应时间短，孔隙容易堵塞。适合一般应用，尤其适用于含有氧化性物质的溶液 |
| 铂 | 1 ML/天 | 接界不易堵塞，响应时间快，扩散电位低于陶瓷，只能进行化学清洁，对机械应力敏感。可用于多种应用 |
| 磨口 接头 | 3 ML/天 | 电解液流出量高，易于清洁。适用于含有大量悬浮颗粒的溶液，也适用于高离子和低离子溶液 |
| 环形 间隙 | 无 | 对称环形间隙，操作简便，不易脏污，样品可到达参比系统，无需清洁参比系统。与平面玻璃膜结合使用时，适用于表面测量 |
| 纤维 | 无 | 操作简便，样品可到达参比系统，无需清洁参比系统。可用于一般实验室应用和现场测量 |
铂接界是一种常见的接界类型。这是一束允许微量流出的细铂丝，是一种很好的通用接界。
另一种接界是磨口接头，环绕探头的整个圆周。这种类型的接界允许大量流出，设计用于在特别厚或颗粒较多的应用中快速排出填充溶液。它在离子强度较低的应用中也表现出色。Scienceline pHT-G 就采用了这种接界。
纤维接界又称 Pellon 接界，就像油灯中的灯芯。这种设计与 YSI 为野外工作而设计的其他环境产品类似。
有些 pH 探头使用双接界参比系统。这种系统坚固耐用，抗回流影响，响应速度快。二次接界意味着即使发生回流事件，探头也能保持正常工作。ScienceLine 系列的所有 pH 探头均采用双接界参比系统。
05温度
温度是 pH 值测量的关键因素。能斯特方程（如下所示）表明，温度是确定溶液中氢离子活性所需的变量之一。没有准确的温度读数，就无法获得准确的 pH 值！
目前市场上的许多探头都集成了温度功能。对于那些没有集成温度功能的探头，请确保有一个单独的温度探头可用，如 ScienceLine Temp 135。如果处理的样品温度恒定，也可以选择在仪器上手动输入该温度。但是，由于 pH 值高度依赖于被测系统的温度，因此使用探头测量当前温度是建议的选择。
06更换周期
是否有一个较旧的 pH 探头，其测量速度或准确性已大不如前？因为设备的功能端是一种消耗品，所以 pH 探头需要定期更换。一旦 pH 探头的外层使用了一段时间，其表面就会出现微小裂缝，使系统“短路"，导致读数不正确。此外，电极中的填充溶液，无论是凝胶填充还是液体填充，使用寿命都是有限的。一旦 pH 探头失效，就必须更换探头，以重新获得良好的 pH 读数。大多数实验室 pH 探头的使用寿命约为一年左右，具体取决于存储条件、维护和应用的严格程度。
07应用
YSI 提供的 pH 探头种类繁多，我们为实验室电极提供了便捷的电极选择指南和电极应用指南。这些指南将帮助您选择适合 pH 测量应用的探头。
