[發明專利]電位計式測量鏈和測定pH值的方法

在審

• 申請號: 201980050175.4
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN112567237A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 岡特·法菲萊克;馬丁·約克施;斯特凡·維比哈爾;約翰內斯·奧斯特賴歇爾
• 申請（專利權）人: 阿特斯皮羅有限公司
• 主分類號: G01N27/27
• 分類號: G01N27/27;G01N27/416;G01N27/48;G01N27/36
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;支娜

本發明涉及一種用于測定pH值的電位計式桿狀測量鏈，其包括具有測量電極(1)的測量半電池和具有至少一個參比電極(2)的參比半電池。為了能夠在pH測量過程中對測量鏈進行功能檢查，額外地設有具有工作電極(4)和對配電極(5)的伏安測量電池，所述伏安測量電池用于檢查測量鏈的電位測量，其中所述伏安測量電池與伏安評估單元連接。

技術領域

本發明涉及一種用于測定pH值的電位計式桿狀測量鏈，其包括測量半電池和參比半電池，以及涉及一種對應的方法。本發明用于在利用電位計式電池的情況下測量溶液的pH。

背景技術

例如在DIN 19261:2016標準中描述的這類測量鏈，特別是pH單桿測量鏈。DE 102015 118 581 A1例如也公開了一種單桿測量鏈形式的測量鏈。

單桿測量鏈表示的是工作電極(以下也稱為測量電極)和參比電極在一個結構中的組合。

典型的電位計測量鏈構造為pH玻璃電極，其能夠特別簡單地測定溶液中的pH值。該單桿測量鏈由內管和外套構成。外套限定參比半電池并包含參比電極(通常是銀-氯化銀電極)。參比電極通常由銀線、氯化銀組成，并被電解質溶液(通常為氯化鉀)包圍。在限定測量半電池的內管中也含有銀線、氯化銀和氯化鉀溶液，該氯化鉀溶液還包含緩沖劑(例如磷酸鹽緩沖劑)。內管通過玻璃膜與待測溶液連接，外套通過膜片連接。

其中，測量電極的電位如下產生：位于參比半電池中的參比電極通過膜片(例如鉑海綿或多孔陶瓷)與待測溶液電接觸，但其中該膜片在很大程度上防止與溶液進行物質交換，從而防止參比電極的電位因外來離子而改變。膜片經氯化鉀溶液浸漬，該溶液也構成測量鏈的內部電解質。氯化鉀是唯一具有以下性質的電解質：其陽離子(K+)和陰離子(Cl-)幾乎具有相同的離子遷移率。因此，在具有這些電解質的膜片上不會產生可能導致測量失真的額外的電位。

在測量半電池中，測量電極位于調節至pH 7的經緩沖的氯化鉀溶液中。這個測量電極通過非常薄的玻璃膜(≈50μm)與待測溶液導電連接，在其上產生用于pH測量的電位。玻璃膜中的鈉離子和鋰離子能夠相對自由運動，但是玻璃膜對于氫離子而言是不可透過的。然而，氫離子可占據玻璃的過冷硅酸鹽熔體的氧陰離子上的晶格位，因為它在與表面上的水溶液接觸時開始溶脹。低的pH值致使氫離子占據晶格位，并且將鈉離子和鋰離子“擠回”到玻璃膜中。由于它們可以在玻璃膜中自由運動，故它們傾向于向玻璃膜的內側移動，產生測得的電位差。在高pH值條件下，測量半電池內部的氫離子濃度占主導地位，所描述的過程以不同的方向進行，產生具有另一符號的電位。

用于測定pH值的桿狀測量鏈必須定期(例如每天)重新校準。用傳統的pH值方法無法在測量過程中確定漂移或進行功能檢查。

已知各種方法來檢查測量鏈的測量結果或對其進行校準。例如，US 5 766 432 A揭示過用于測量pH值的多個參比電極，其旨在通過對多個參比電極求平均值來協助消除隨時間的漂移。這種方法不是很準確。根據EP 1 143 239 A1，為了監控具有至少一個測量電極的電化學測量傳感器，在特定的頻率范圍內測量傳感器阻抗的頻率響應，但這很復雜。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種用于測定pH值的電位計式桿狀測量鏈，其克服了現有技術的缺點，并且特別是能夠在pH測量期間確定漂移或進行功能檢查。這尤其提高了長期測量的可靠性。

根據本發明，該目的通過權利要求1實現。出發點是用于測定pH值的電位計式桿狀測量鏈，其包括測量半電池和參比半電池。其中，為了檢查測量鏈的電位測量，還設有具有工作電極和對配電極的伏安測量電池，其中該伏安測量電池是與伏安評估單元連接。