PH电极在食品安全管控领域和环境检测领域的应用,1、食品安全管控领域:食品的 pH 值与食品的质量、安全性和保质期密切相关。例如,酸性食品(如水果、酸奶等)的 pH 值可影响微生物的生长和酶的活性,从而影响食品的变质速度。通过使用 pH 电极准确测量食品的 pH 值,可对食品的加工、储存和质量控制提供依据,确保食品安全。2、环境监测领域:自然水体的 pH 值是衡量水质的重要指标之一。水体 pH 值的变化可能影响水生生物的生存和生态系统的平衡。例如,酸雨会导致水体酸化,影响鱼类和其他水生生物的繁殖和生存。利用 pH 电极对地表水、地下水和废水等进行 pH 值监测,有助于及时发现水体污染问题,采取相应的治理措施。此外,在土壤环境监测中,土壤的 pH 值对土壤养分的有效性和植物的生长发育有重要影响,pH 电极也可用于土壤 pH 值的测量。电极电缆长度过长会导致信号衰减,影响pH 电极精度。苏州电子pH电极
基于 IGZO 的 pH 电极:In - Ga - Zn - O(IGZO)近年来被广泛应用于 TFT 基板以替代 α - Si。在相关研究中,将 70 nm 厚的 IGZO 层直接沉积在 P 型 Si 衬底上作为传统扩展栅场效应晶体管(EGFET)的扩展栅,用作 pH 传感膜。通过在不同温度下进行沉积后退火(RTA)处理,可改善 IGZO 层的 pH 传感性能。例如,在 N₂气氛中 700℃下进行 RTA 处理,在 pH 2 - 10 的应用范围内,灵敏度可从 41.5 mV/pH 提高到 53.3 mV/pH 。此外,改变 RF 溅射过程中的 Ar/O₂ 比例也会影响电极性能,如在 Ar/O₂ 气氛为 24/1 的条件下制备的 IGZO - EGFET 具有灵敏度(59.5 mV/pH)和线性度(99.7%),且在 7 个月后仍能保持较高性能(灵敏度 51.4 mV/pH,线性度 92%)。高耐受性pH传感器费用环保pH 电极需支持远程校准功能。
恒电位法与降电流法对pH电极电位稳定性和使用寿命的影响,《氯化银微电极制备及其在液膜下的应用》研究表明,降电流法比恒电位法制备出的 Ag/AgCl 微参比电极稳定性更好。恒电位法在制备过程中,电位恒定可能导致 AgCl 膜层生长速度相对较快,容易形成疏松的结构,使得膜层与银丝的结合力不够强,在使用过程中膜层可能会脱落,从而影响电位稳定性和使用寿命。而降电流法通过逐渐降低电流,使 AgCl 膜层生长更加均匀、致密,增强了膜层与银丝的结合力,提高了电极的稳定性和使用寿命。
基于电极电位的耦合线圈 pH 传感器 与碳纳米管网络 pH 电极 的电位电压特点,1、基于电极电位的耦合线圈 pH 传感器:该传感器基于被动 LC 线圈谐振器,当接触溶液的 pH 值变化时,电极电位改变与之并联的电压依赖电容的电容值,进而改变传感器的谐振频率。通过远程测量与传感器线圈耦合的询问线圈的阻抗变化来监测谐振频率。在室温下,在 2 - 12 pH 动态范围内可实现 0.1 pH 分辨率的线性响应,响应时间小于 30 s,其响应时间主要受 pH 复合电极的响应时间限制。这种传感器可用于远程 pH 监测,在生物医学传感、环境监测等众多领域具有潜在应用价值。2、碳纳米管网络 pH 电极:对于具有同心形电极(源极和漏极)的碳纳米管网络器件,不同 pH 缓冲溶液会对其电学性质产生 “自门控” 效应。在不使用外部栅电极的情况下,可观察到阈值电压随 pH 值的变化,通过对电流 - 电压特性曲线的分析可确定与 pH 值对应的表观阈值电压变化。这种电极利用羧化单壁碳纳米管中发生的质子化 / 去质子化过程来解释电流随 pH 值增加而衰减的现象,并且通过器件建模研究了不同操作 regime 下更好的灵敏度。pH 电极斜率计算公式为 59.16 mV/pH(25℃)。
pH电极校准的自动化实现,1、自动进样系统:系统配备自动进样装置,可自动吸取标准缓冲溶液进行校准。该装置通常由高精度的注射器、电磁阀和管路组成。通过程序控制,能够精确地将一定体积的缓冲溶液注入测量池中,完成校准操作。在强酸强碱环境下,这些部件需选用耐强酸强碱腐蚀的材料,如聚四氟乙烯等,以确保长期稳定运行。2、智能判断与调整:智能化系统能够自动判断是否需要校准。例如,根据测量数据的波动情况、测量时间间隔等因素,当检测到测量数据偏差超过设定阈值,或达到预设的校准时间间隔时,自动启动校准程序。校准完成后,系统会自动根据校准结果调整测量参数,如斜率和零点偏移等,以保证测量的准确性。pH 电极工业现场安装需预留维护空间,便于定期校准和更换操作。闵行区pH电极原理
pH 电极医疗级材质认证,符合 USP/EP 标准,适用于生物制药洁净区。苏州电子pH电极
影响 pH 电极玻璃膜的因素:1、温度影响:温度对玻璃膜的性能有较大影响。一方面,温度变化会影响膜电位与氢离子活度之间的能斯特响应关系。温度升高,离子运动速度加快,膜电位对氢离子活度变化的响应灵敏度提高,但同时也可能导致测量的稳定性下降。另一方面,温度变化还会影响玻璃膜的结构和离子交换速率,进而影响测量的准确性。因此,在高精度的 pH 测量中,通常需要对温度进行补偿,以确保测量结果的准确性。2、溶液成分影响:溶液中的其他离子可能对玻璃膜的测量产生干扰。例如,在高浓度的碱金属离子存在时,可能会发生离子交换竞争,导致玻璃膜对氢离子的选择性降低,从而引入测量误差。此外,溶液中的有机物、胶体等物质也可能吸附在玻璃膜表面,影响离子交换过程和膜电位的形成,使测量结果不准确。苏州电子pH电极