PHS-3E型pH計的日常維護和故障分析

孫亞麗，田世芹，劉 非

(濱州市氣象局，濱州 256612)

0 引言

酸雨觀測是氣象部門觀測業(yè)務的一個重要組成部分，各站積累的酸雨觀測資料為研究酸雨的長期趨勢和時空分布提供了科學依據(jù)[1]。目前山東省要求所有臺站均使用雷磁PHS-3E型pH計測量酸雨pH值。文章對該型號儀器如何做好其日常維護和常見故障的排除，總結(jié)了一些經(jīng)驗，以供業(yè)務人員參考。

1 雷磁PHS-3E型pH計的日常維護

1.1 工作原理

雷磁PHS-3E型pH計由主機箱、鍵盤、大屏幕LCD液晶顯示屏、多功能電極架、E-301型pH復合電極和電源開關(guān)等組成[2]。它采用電位法測量pH值。電位法是利用玻璃電極對水溶液中氫離子濃度變化的選擇性響應，與參比電極一起在溶液中組合形成“化學電池”，通過對其電動勢變化的測量來確定溶液的pH值。

1.2 工作環(huán)境

雷磁PHS-3E型pH計正常使用和儲存儀器所需的環(huán)境溫度為5～40 ℃，相對濕度不超過85%；需要穩(wěn)定的電源，除地球磁場外無其他磁場干擾，周圍沒有振動和腐蝕性氣體。

儀器操作環(huán)境應保持清潔，實驗儀器應放置整齊。實驗室臺面需干燥和衛(wèi)生，防止水樣樣品被人為污染。實驗室內(nèi)嚴禁吸煙，不能將食物或其他無關(guān)物品等帶入實驗室[3]，并注意防火安全。

酸雨觀測人員要有嚴肅認真的工作態(tài)度、精心細致的工作作風、整齊清潔的實驗習慣。觀測員進入實驗室穿專用工作服，工作前后及時洗手。操作時注意自身安全，做到不將化學試劑溶液噴濺到身體及儀器設(shè)備和工作臺面上[4]。

使用前要確保儀器安裝正確，接地良好，電源和電極的連接要牢固可靠，謹防被腐蝕性氣體污染。

操作結(jié)束，需及時斷開電源，并將短路插頭插入插座，以免灰塵和水汽進入；儀器長時間不使用時，應用干凈的抹布或?qū)Ｓ貌继渍制饋?，以免灰塵侵入儀器內(nèi)部。

1.3 測量時的注意事項

每次啟動設(shè)備前需檢查電源是否連接牢固，注意檢查復合電極內(nèi)部及電極保護帽內(nèi)是否有足夠的保護液。測量時，必須按照規(guī)范和臺站規(guī)定的測量步驟進行，測量動作應輕而穩(wěn)。電極的引入導線應保持靜止，否則會引起測量不穩(wěn)定。

預熱完畢后，儀器每次使用前均需要對電極進行標定。雷磁PHS-3E型pH計具有自動識別標準緩沖溶液的能力，可以快速自動識別4.00 pH、6.86 pH、9.18 pH標液，因此對于此3種標液，觀測員按“定位”鍵或者“斜率”鍵后，可直接按“確定”鍵完成校準，無需調(diào)整數(shù)據(jù)。

標定有一點標定和二點標定兩種方法。文章使用二點標定法。標定時，須按照“先定位、后斜率”的順序。一般用中性標液標定位，但用何種標液標斜率，應根據(jù)各臺站降水pH值歷年出現(xiàn)的范圍，選用接近該范圍的標液進行斜率標定。有時pH讀數(shù)不穩(wěn)定，除儀器自身原因外，可能是由于校準方式有誤所造成。此時可以反復采取二點標定的方法，使儀器達到最佳狀態(tài)。

pH計的測量準確度會隨著時間和使用次數(shù)產(chǎn)生示值漂移現(xiàn)象，臺站應每年定期到有相關(guān)檢定資質(zhì)的部門進行檢定，確保儀器正常運行。

城市開發(fā)建設(shè)項目棄土存放和清運調(diào)配管理方案的概論…………………………………………………… 曹文昌（11-237）

1.4 復合電極的使用維護

復合電極是該型號pH計的重要組成部件，它的正常與否直接關(guān)系到測量數(shù)據(jù)的準確性，日常操作維護時應做如下注意。

首先，復合電極出廠滿2 a或使用達到1 a時應及時報廢[5]。其次，在使用復合電極前，應檢查電極的敏感玻璃球泡。正常情況下，電極應透明，無裂紋；球體應充滿溶液，無氣泡，否則會影響測量準確度，若有氣泡，應像甩體溫計一樣清除內(nèi)部氣泡。因玻璃球泡非常薄，任何破損都會使電極失效。當確定一切正常時，取下電極保護套，操作時避免敏感的電極玻璃球泡與硬物接觸，并避免其長期浸泡在蒸餾水、蛋白質(zhì)溶液和酸性氟化物中。

使用時，應拆除復合電極頂端的橡皮塞；電極內(nèi)部填充液高度一般在2/3處，若填充液太少，應加入飽和氯化鉀的外參比補充溶液。清洗電極后，請勿用濾紙擦拭玻璃膜，應用濾紙吸干水分，防止交叉污染和損壞玻璃膜。另外，復合電極的引出端必須保持清潔干燥，防止輸出兩端短路，否則將導致測量失準或失效。

在測量結(jié)束時，應及時裝上電極保護，并在電極套內(nèi)放置少量外部參考補充液，使電極氣泡保持濕潤。如果復合電極長時間不用(兩周以上)，當再次使用前，應將電極的測量端浸在3 mol/L的氯化鉀溶液中活化2 h以上，方可使用，否則會引起電位漂移。

最后，復合電極最常見的問題是外部參比電極液體邊界堵塞，應注意及時清洗，否則容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差[6，7]。

2 雷磁PHS-3E型pH計的常見故障排除

2.1 開機異常

接通電源后，如果顯示屏不亮，檢查電源是否有電壓輸出。開機后，當顯示屏顯示“Err”字樣，判斷存儲芯片可能存在問題，儀器自檢時出現(xiàn)這種情況，需要觀測員關(guān)機等待，然后再開機。反復操作幾次后，一般會自動通過儀器自檢。如果問題一直不能得到解決，需及時聯(lián)系專業(yè)維修人員。

開機后，若顯示屏mV區(qū)顯示“Err”字樣，溫度卻顯示正常，則可能是輸入電位超出測量范圍，觀測員可以將隨機短路插頭插入電極插座。

2.2 測量異常

在測量狀態(tài)下，若觀測員按下“pH/mV”鍵，卻無法正常切換到pH測量狀態(tài)，則可能是pH測量范圍超出了±20.00pH，此時需要減小輸入信號，或者將機器配備的短路插頭插入電極插口進行檢查。

在測量狀態(tài)下，如果出現(xiàn)讀數(shù)不準的現(xiàn)象，通常是電極被鈍化所導致。此時，應將電極測量端浸泡在濃度為4%的氫氟酸中3～5 s，然后用蒸餾水沖洗，最后浸泡在濃度為0.1 mol/l的鹽酸溶液中，使其恢復如新。

2.3 其他故障

校準儀器時，如果定位和斜率無法校準到標準緩沖溶液的數(shù)值，且數(shù)值不斷跳變，可能由以下幾種原因造成：1)復合電極內(nèi)有氣泡；2)復合電極老化；3)pH計內(nèi)部電位器損壞。業(yè)務人員可通過甩電極去氣泡或更換電極等方法處理。

3 結(jié)束語

文章介紹了酸雨觀測工作中積累的一些經(jīng)驗。除儀器自身可能出現(xiàn)的各種故障外，觀測員日常操作和維護不當也是引起故障的重要原因，因此要求觀測員在日常的工作中，嚴格按照規(guī)范規(guī)定，認真總結(jié)經(jīng)驗教訓，積累更多的故障處理方法，從而保證酸雨觀測工作的順利進行。