在線pH/ORP計的核心,都是把溶液中的化學(xué)信息轉(zhuǎn)成電信號,再通過電極和變送器實時輸出數(shù)值,只是 pH 測的是氫離子活度,ORP 測的是溶液整體的氧化還原能力。
下面分開說一下它們各自的工作原理和技術(shù)特點。
一、在線pH計的工作原理
1. 基本測量原理
采用一對電極:
玻璃電極(指示電極):對 H? 活度敏感,產(chǎn)生與 pH 相關(guān)的電位;
參比電極(如 Ag/AgCl):提供一個穩(wěn)定不變的參考電位。
兩電極插在同一溶液中,構(gòu)成原電池,測得的電動勢 E 與溶液 pH 呈線性關(guān)系:
E=E0?−F2.303RT?×pH
其中 R為氣體常數(shù),T為絕對溫度,F(xiàn)為法拉第常數(shù)。
儀器內(nèi)部會進(jìn)行溫度補(bǔ)償,將測得的毫伏值換算成實際 pH 值并實時顯示/輸出。
2. 在線 pH 計的技術(shù)特點
實時連續(xù)監(jiān)測:適合污水處理、飲用水、化工生產(chǎn)等需要連續(xù)監(jiān)控 pH 的場景。
數(shù)字化智能變送器:
內(nèi)置溫度傳感器,自動溫度補(bǔ)償;
支持多種輸出(4–20 mA、RS485/Modbus 等),便于接入 DCS/PLC 或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺。
抗干擾能力強(qiáng):
采用雙鹽橋、固體參比等設(shè)計,減少被測液對參比電極的污染和毒化。
安裝形式多樣:沉入式、流通式、插入式等,可根據(jù)現(xiàn)場工況選擇。

二、在線ORP計的工作原理
1. 基本測量原理
同樣使用一對電極:
鉑金電極(指示電極):表面發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng),電位隨溶液 redox 狀態(tài)變化;
參比電極:提供穩(wěn)定參考電位。
兩者之間的電位差即為 ORP 值(單位 mV),反映溶液的總體氧化還原傾向:
正值越大,氧化性越強(qiáng);
負(fù)值越大,還原性越強(qiáng)。
2. 在線ORP計的技術(shù)特點
廣譜性強(qiáng):不像 pH 那樣只關(guān)注 H?,而是反映整個體系的氧化還原狀況。
響應(yīng)速度快:適合監(jiān)測加藥控制點、消毒效果、反應(yīng)進(jìn)程等。
可結(jié)合加藥控制邏輯:
如加次氯酸鈉時,通過 ORP 值判斷余氯/氧化能力是否足夠,實現(xiàn)自動加藥閉環(huán)控制。
對溫度也敏感:
一般也配有溫度測量,并做溫度補(bǔ)償,提高長期穩(wěn)定性。
三、共通的關(guān)鍵技術(shù)與使用注意點
電極維護(hù)?
定期用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校驗pH計,用標(biāo)準(zhǔn)氧化還原液校驗ORP計;
注意玻璃膜/鉑金表面不能干放,不使用時保持浸在適當(dāng)保存液中。
安裝與流路設(shè)計?
避免強(qiáng)酸/強(qiáng)堿/高鹽/高濁/高油等環(huán)境直沖電極;
在加藥點下游設(shè)置穩(wěn)流段和避泡段,減少瞬時波動和氣泡影響。
信號與通信?
支持?jǐn)?shù)字通信的在線pH/ORP計,便于集成到智慧水務(wù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺,實現(xiàn)趨勢分析、報警和遠(yuǎn)程診斷。