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酸度计仪器校准检测过程中

根据 JJG － 119 － 2005《实验室 ph(酸度)计计量仪器校准检测规程》酸度计是一种电化学分析仪器，又名 pH 计。主要用于精密测量水溶液的酸碱度值，配上相应的离子选择电极也可以测量离子电极电位 MV 值是化学实验室中*常见的仪器，被广泛应用于工业、农业、环保、医学等领域，近年来也是食品企业、食品实验室、饮用水厂办理 QS、HACCP 中的检验设备。随着科技水平的不断发展，酸度计的型号、种类不断更新，规格和精度等级也有了相应提升，这些变化给酸度计计量仪器校准检测也带来一定的困难，在计量仪器校准检测过程中经常会遇到一些需要注意的问题。就此本文对酸度计计量仪器校准检测过程中所遇到的问题提出一些处理意见。
 
1 酸度计的原理
酸度计的主体是精密的电位计。测定时把复合电极插在被测溶液中，由于被测溶液的酸度(氢离子浓度)不同而产生不同的电动势，将它通过直流放大器放大，*由读数指示器(电压表)指出被测溶液的 pH 值。用酸度计进行电位测量是测量 pH *精密的方法。pH 计由三个部件构成:(1)一个参比电极;(2)一个玻璃电极，其电位取决于周围溶液的 pH;(3)一个电流计，该电流计能在电阻大的电路中测量出微小的电位差。采用*的电极设计和固体电路技术，现在*的 pH 可分辨出0. 005pH 单位。参比电极的基本功能是维持一个恒定的电位，作为测量各种偏离电位的对照。银 － 氧化银电极是目前 pH 中*常用的参比电极。玻璃电极的功能是建立一个对所测量溶液的氢离子活度发生变化作出反应的电位差。把对 pH 敏感的电极和参比电极放在同一溶液中，就组成一个原电池，该电池的电位是玻璃电极和参比电极电位的代数和。E 电池 = E 参比 + E 玻璃，如果温度恒定，这个电池的电位随待测溶液的 pH 变化而变化，而测量酸度计中电池产生的电位是困难的，因其电动势非常小，且电路的阻抗又非常大(1 ～ 100)MΩ;因此，必须把信号放大，使其足以推动标准毫伏表或毫安表。电流计的功能就是将原电池的电位放大若干倍，放大了得信号通过电表显示出，电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度，为了使用上的需要，pH 电流表的表盘刻有相应的 pH 数值;而数字式 pH 计则直接以数字显示pH 值。
 

2 酸度计的结构
酸度计包括电极和电位两部分。电极包括指示电极和参数比电极。常用的指示电极有玻璃电极、氢醌电极和锑电极等;参数比电极有甘汞电极、氯化银电极等。近年来所生产大多选用复合电极。电计部分包括“定位、旋钮、斜率、温度补偿、功能选择”开关等调节旋钮，这些调节旋钮都设置在仪器面板上。“定位”钮用于消除电极不对称电位对测量结果产生的误差。“斜率”钮用于补偿电极转换系数。因为在实际应用中电极系数并不能达到理论上的转换系数，便于操作者用两点校正法对电极系统进行 pH 值，“温度补偿”钮用于补偿由于溶液温度不同对测量结果产生的影响，在进行溶液 pH 值测量及校正时必须将此旋钮调至与被测溶液相同的温度上。“功能选择”开关供用户选定仪器的测量功能。
 
3 酸度计注意事项
酸度计电极都是复合电极，不受氧化性、还原性物质的影响，且平衡速冻快。玻璃电极初使用，必须在蒸馏水中浸泡昼夜以上，平时也应浸泡在蒸馏水中，不能干放;在强碱溶液中使用应尽快操作，用完立即洗净，玻璃电极球泡膜很薄，不能与玻璃杯及硬物相碰;电极表面污染，导致读数不可靠，不稳定，出现误差，这时可将电极浸泡在稀 HCL(0. 1mol)中(4 ～ 6)分钟来矫正。电极清洗后只能用滤纸轻轻吸干，切勿用织物擦抹，这会使电极产生静电荷而导致读数错误。甘汞电极在使用时，注意电极内要充满氯化钾溶液，应无气泡，防止断路。应有少许氯化钾结晶存在，以使溶液保持饱和状态，使用时拨去电极上顶端的橡皮塞，从毛细管中流出少量的氯化钾溶液，使测定结果可靠。PH 测定的准确性取决于标准 缓冲液的准确性。酸度计用的标准缓冲液，要求有较大的稳定性，较小的温度依赖性。
 

4 酸度计计量仪器校准检测过程中经常遇到的问题
(1)酸度计种类繁多且型号规格各不相同。酸度计能在(0 ～14)pH 值范围内使用。①根据使用的环境分:有台式、便携式、表型式、笔式等多种;②根据读数指示分:有数字式和指针式两种;③根据元器件类型分:晶体管式、集成电路式和单片机微电脑式，现在微电脑式比较常用，但开发成本贵。不同类型的酸度计的使用方法不同，所以仪器校准检测方法也不同。有的需要单点校准，有的需要两点校准，有的需要多点校准。必须熟练掌握被检酸度计的正确方法，才能确保对其进行准确的仪器校准检测。(2)酸度计的级别不同，相应的计量性能要求不同对于测量精度在 0. 1pH 以下的样品，可以采用单点校准方法，一般选用 pH0. 686 或 pH7. 00 标准缓冲液。对于精度高的如 0. 01 级酸度计要求两点校准，必须满足以下条件:电计示值误差要求在 ± 0. 01pH 以内，输入电流不大于 1 × 10－12A，输入阻抗引起的误差要求在 ±0. 01pH 以内，温度补偿器引起的误差要求在 ± 0. 01pH以内，电计示值重复性要求在 0. 01 pH 以内;而对于0. 001 级酸度计必须满足以下条件:电计示值误差要求在 ±0. 002pH 以内，输入电流不大于 1 × 10－12 A，输入阻抗引起的误差要求在 ± 0. 001pH 以内，温度补偿器引起的误差要求在 ± 0. 001pH 以内，电计示值重复性要求在0. 001 pH 以内。(3)酸度计的级别与误差判断问题指针式酸度计误差应不大于*小分度值(级别)的一半，而数字式酸度计应在*小分度值(级别)以内。但也有特殊情况，如 PHSJ －44 型酸度计，它的*分辨率为 0. 001pH，其级别是否是 0. 001 级有待于探讨，而其使用说明书的技术性能中精度是在 0. 005 pH 以内，则其误差不可能在*小分度值以内。
 
5 酸度计常见问题的处理方法
由于酸度计的种类，型号繁多，应收集各种酸度计的说明书，以便了解酸度计的级别及量程，并以此设置参数。在仪器校准检测酸度计时，先要将酸度计校准好，使它处于pH 测量模式，选择量程，然后再计量参数。如对 PHS －3C 酸度计进行计量仪器校准检测时，应先选取该酸度计校准点4. 00PH、6. 86PH、9. 18 PH 中的任意 2 点，用 PHC － 1B型智能酸度计仪器校准检测仪输出该两种标准溶液的 PH 值信号，对酸度计进行。然后根据该酸度计的等电位点为 7PH，精度为 ± 0. 01PH，分辨率为 0. 01PH、量程范围(0. 00 ～ 14. 00) PH，来设置计量参数为:等电位点为7PH，仪器校准检测间隔点 1PH，误差限 0. 01PH 等，再进行计量仪器校准检测。用 PHC －1B 型智能酸度计仪器校准检测仪时需设置定检点间隔、等电势值、被检仪器准确度、温度补偿值、重复测定次数等。对于指针式仪器，在 PH(7 ～8)或(7 ～6)范围内应每间隔 0. 2PH 间隔仪器校准检测一点，在其它范围内每隔1PH 间隔仪器校准检测一点。对数字显示酸度计，在全量程范围内每隔 1PH 间隔仪器校准检测一点。在计量输入阻抗引起的示值误差项目时，需根据酸度计的量程设定输入 PH 值。一般为 6PH，量程为 3PH。
 
之，酸度计种类繁多，型号规格各不同，各酸度计使用方法不同。我们在仪器校准检测过程中要细心区分这些不同，熟练掌握各种型号的酸度计的使用方法和仪器校准检测方法，而不是简单地认为酸度计的计量仪器校准检测工作是千篇一律的重复性工作。

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