[發明專利]一種改造型數字萬用表及測量溶液pH、離子濃度的方法

有效

• 申請號: 202110591975.6
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113281549B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 許旭;王樂然;沈鈺琳;陳玟馨;宋俊琪
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: G01R15/12
• 分類號: G01R15/12;G01N27/30;G01N27/333;G01N27/36
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 丁云

本發明涉及一種改造型數字萬用表及測量溶液pH、離子濃度的方法，改造型數字萬用表用于擴展數字萬用表的功能，擴展的功能包括pH測量功能、離子濃度測量功能，所述的改造型數字萬用表包括選擇開關，所述的選擇開關串聯于數字萬用表中的分壓電阻組合支路中；當選擇開關斷開時，數字萬用表置于“mV”測量檔位，數字萬用表的電壓測量端直接與測量數字表頭連接，電壓表測量端用于連接pH測量電極或離子濃度測量電極；當選擇開關閉合時，恢復數字萬用表正常功能。與現有技術相比，本發明具有成本低廉，測定效果好等優點。

技術領域

本發明涉及測量儀表技術領域，尤其是涉及一種改造型數字萬用表及測量溶液pH、離子濃度的方法。

背景技術

電位分析法是一種電化學分析方法，是利用化學電池中的電極電位與溶液中某組分濃度之間的對應關系來實現定量測定的。直接電位法就是基于能斯特方程式，通過測量化學電池的電動勢后直接計算出待測離子的活度或濃度的方法，其應用主要為pH電極和各種離子選擇性電極。該方法使用簡便、測量快速且不會破壞溶液中的平衡關系。

pH值測量應用于環境保護、海洋、醫學、機械、食品、農業、化工等各個領域，其中pH計是一種不可或缺的測定工具，其原理為電位相對測量法。用電位法測定溶液pH時，電極系統是由pH玻璃電極與飽和甘汞電極組成的，如果pH電極為正極，當溶液中的氫離子活度變化時，其電動勢與溶液pH值有以下關系：

式中，E為pH玻璃電極與甘汞電極組成的電池電動勢，E₀為標準電動勢，R為氣體常數，T為絕對溫度，F為法拉第常數。

令K＝-2.30259RT/F(pH電極為負極時為正值)，則兩個不同溶液pH的差值(ΔpH＝pH₂-pH₁)與其測量電位差值(ΔE＝E₂-E₁)之間的關系為：

ΔpH＝ΔE/K (2)

由(2)可知，只要利用玻璃電極將化學信號轉換為電信號，通過測定待測溶液與已知pH溶液的電位差，就可以計算出待測溶液的pH。其它的離子選擇性電極，同樣可以實現離子含量測定。

數字萬用表是以一個數字式測量表頭為核心，加上外圍電路組成的。表頭將輸入信號進行模數(A/D)轉換并經其譯碼、驅動電路，最后在顯示屏顯示出來。

但萬用表在使用電壓當測定電壓時，其外圍電路會降低表頭原有大約10000MΩ輸入電阻至10MΩ左右，小于通常玻璃電極100MΩ左右的內阻，無法用于pH測量。而現有的pH計只能測定精密電位和pH、功能單一、價格較高。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種改造型數字萬用表及測量溶液pH、離子濃度的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種改造型數字萬用表，用于擴展數字萬用表的功能，擴展的功能包括pH測量功能、離子濃度測量功能，所述的改造型數字萬用表包括選擇開關，所述的選擇開關串聯于數字萬用表中的分壓電阻組合支路中；

當選擇開關斷開時，數字萬用表置于“mV”測量檔位，數字萬用表的電壓測量端直接與測量數字表頭連接，電壓表測量端用于連接pH測量電極或離子濃度測量電極；

當選擇開關閉合時，恢復數字萬用表正常功能。

優選地，當pH測量電極或離子濃度測量電極為復合電極時，所述的復合電極通過轉接頭連接至數字萬用表的電壓測量端。

一種測量溶液pH的方法，采用所述的改造型數字萬用表進行溶液pH的測量。

優選地，進行溶液pH測量的具體方法為：