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pH 酸碱传感器:氢离子浓度测量原理

pH 传感器用于测量水溶液的酸碱度。pH 定义为氢离子活度的度量,数值大约在 0–14:7 近中性,小于 7 偏酸,大于 7 偏碱。

工作原理

最常见的是玻璃电极法:敏感玻璃膜两侧氢离子活度不同会产生电位差,与参比电极组成测量回路,电压与 pH 近似成线性关系(能斯特方程相关)。

信号通常很弱且阻抗极高,因此需要高输入阻抗放大电路或专用变送模块,不能随便用普通 ADC 乱接。

校准与维护(很重要)

  • 使用前常用两点或三点标准缓冲液校准(如 pH 4.00、6.86、9.18,以试剂说明为准)
  • 电极需保持湿润,长期干燥会损坏
  • 测量后清洗,避免交叉污染
  • 电极有寿命,响应变慢或无法校准时应更换

应用场景

水质监测、水族与水培、实验室滴定辅助、废水处理、食品与化工过程监控等。

使用注意

  • 温度影响 pH 测量,精密场合需要温度补偿。
  • 油污、硫化物等会“毒化”电极。
  • 创客用的模拟 pH 模块差异较大,读数要以校准为准,不要直接当作实验室级仪器。

小结

pH 测量的关键不在“有没有模块”,而在电极状态、校准和维护。做水质项目时,请把校准流程写进操作规范。