便携式pH计的研制.pdf

2013年
假来技本与传惑器
第5期
Instrument Technique and Sensor
便携式pH计的研制
李东升,金亮冰,陈爱军
(中国计量学院计量测试分院,浙江杭州310018)
摘要:针对目前国内pH计体积大、精度不高的现状,文中设计了一种基于专门为pHl计设计的可编程模拟前端
1MP91200的便携式plH计。在深入研究电位法测试pH原理的基础上,研制了基于TMP91200的具有自动温度补偿,可存
储数据的低功耗、高精度的便携式pH计。系统采用模块化设计来提高pH计的可靠性,每一功能模块都本着低功耗、高
精度的设计思路,使整个系统实现了高精度与低功耗的结合。实验结果表明,这款便携式plH计精度已经达到士0.02pH
关键词:便携式;pH;TMP91200
中图分类号:TH216
文献标识码:A文章编号:1002-1841(2013)05-0040-02
Research on Portable ph Meter
Dong-sheng, JI/N
China Jiliang University, Hangzhou 310018, China)
Abstract: To counter the condition of bulky and inaccuracy, this paper designed a portable PH meter, based on a programma
ble analog front end which specifically for PH meter MPO1200. After deeply analyzing the principle for measuring ph with potenti
ometry, the paper presentd a low-power-consumption and high-precision portable PH meter which based on T MP91200, having funo
tions of automatic temperature compersation and data storage. The system used the modularizing design to improve the reliability of
the PH meter. Every funetional module adopted low-power-consumption and high-precision design which made the whole system to
achieve the perfect combination of low-power-consumption and high-precision. The laboratorial experiment results show that this
portable PH meter's precision is O. 02 PH
Key words: portable; PH meter; TMP1200
引言
待一P楼+(9-9)F
(3)
H测试仪主要用于溶液中氢离子的浓度的测量。它是工
业生产中的重要分析内容之一,在生产过程中经常要分析中间
由式(3)可以看出,在温度一定的情况下,氢电极的电位与
产物及生产过程中各种离子活度リ。目前,测量p出值的常用溶液間值之间呈线性关系。在标准H值为7时,标准电极电
方法为电位分析法,它具有准确、可靠、迅速等优点,已成为分位为0mV,根据式(3)可以计算出待测溶波pH值。
析化学中的一个重要方法,并成为常规工业自动分析中一种不1.2温度补偿
可缺少的手段。文中研制了一款基于电位法测量的具有自动
由式(3)可知,在温度一定下,电极电位与pH值之间呈线
温度补偿功能的使携式pI測试仪,具有精度高、低功耗、易携性关系。设k=
2.303RT
将常数R=8.314472J/(K
mol
带?等特点。
96485.3383C/m?l和温度代人,可得0~100℃之间的的k
1电位法pH计的原理
值,见表1。
1.1pH值公式推导
表10~100℃之间的值
在常温下、在任何水溶液中都有'离子浓度与OH离子
t/℃
k/V
ん/V
浓度乘积为常数这一关系,如式(1)所示。
0.054197
0.065110
H_OH
0.055189
0.066102
当在溶液中插入电极时,在电极与溶液之间会产生电位
0.05618
0.067094
差,根据能斯特方程,得出式(2)所示关系。
0.057173
0.068086
2.303RT
待
0.058165
0.06907
式中:R为气体常数;T为绝对温度;F为法拉第常数;p为所测
0.059157
0.070070
电极电位;g”为标准电极电位。
0.060149
0.071062
式(2)通过变换可得式(3)。
0.061J4
0.0720
0.062133
0.073046
0.06312
0.074038
收稿日期:2012-05-15收修改稿日期:2013-03-01
0.064118