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【2026凌恒课堂】在线pH/ORP计的工作原理与技术特点

更新时间:2026-01-14      点击次数:71
  在线pH/ORP计的核心,都是把溶液中的化学信息转成电信号,再通过电极和变送器实时输出数值,只是 pH 测的是氢离子活度,ORP 测的是溶液整体的氧化还原能力。
 
  下面分开说一下它们各自的工作原理和技术特点。
 
  一、在线pH计的工作原理
 
  1. 基本测量原理
 
  采用一对电极:
 
  玻璃电极(指示电极):对 H⁺ 活度敏感,产生与 pH 相关的电位;
 
  参比电极(如 Ag/AgCl):提供一个稳定不变的参考电位。
 
  两电极插在同一溶液中,构成原电池,测得的电动势 E 与溶液 pH 呈线性关系
 
  E=E0​−F2.303RT​×pH
 
  其中 R为气体常数,T为绝对温度,F为法拉第常数。
 
  仪器内部会进行温度补偿,将测得的毫伏值换算成实际 pH 值并实时显示/输出。
 
  2. 在线 pH 计的技术特点
 
  实时连续监测:适合污水处理、饮用水、化工生产等需要连续监控 pH 的场景。
 
  数字化智能变送器
 
  内置温度传感器,自动温度补偿;
 
  支持多种输出(4–20 mA、RS485/Modbus 等),便于接入 DCS/PLC 或远程监控平台。
 
  抗干扰能力强
 
  采用双盐桥、固体参比等设计,减少被测液对参比电极的污染和毒化。
 
  安装形式多样:沉入式、流通式、插入式等,可根据现场工况选择。
  
  二、在线ORP计的工作原理
 
  1. 基本测量原理
 
  同样使用一对电极:
 
  铂金电极(指示电极):表面发生可逆的氧化还原反应,电位随溶液 redox 状态变化;
 
  参比电极:提供稳定参考电位。
 
  两者之间的电位差即为 ORP 值(单位 mV),反映溶液的总体氧化还原倾向
 
  正值越大,氧化性越强;
 
  负值越大,还原性越强。
 
  2. 在线ORP计的技术特点
 
  广谱性强:不像 pH 那样只关注 H⁺,而是反映整个体系的氧化还原状况。
 
  响应速度快:适合监测加药控制点、消毒效果、反应进程等。
 
  可结合加药控制逻辑
 
  如加次氯酸钠时,通过 ORP 值判断余氯/氧化能力是否足够,实现自动加药闭环控制。
 
  对温度也敏感
 
  一般也配有温度测量,并做温度补偿,提高长期稳定性。
 
  三、共通的关键技术与使用注意点
 
  电极维护
 
  定期用标准缓冲液校验pH计,用标准氧化还原液校验ORP计;
 
  注意玻璃膜/铂金表面不能干放,不使用时保持浸在适当保存液中。
 
  安装与流路设计
 
  避免强酸/强碱/高盐/高浊/高油等环境直冲电极;
 
  在加药点下游设置稳流段和避泡段,减少瞬时波动和气泡影响。
 
  信号与通信
 
  支持数字通信的在线pH/ORP计,便于集成到智慧水务、工业物联网平台,实现趋势分析、报警和远程诊断。
 
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