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pH 電極怎麼選:樣品與量測範圍、電極結構與接界、儀表與溫度補償、保養校正與壽命的 4 個階段

pH 電極怎麼選:樣品與量測範圍、電極結構與接界、儀表與溫度補償、保養校正與壽命的 4 個階段

pH 電極先決定量什麼樣品、範圍與溫度(清澈的水溶液、食品、漿狀或固體、含雜質);再看電極結構(複合或分離、接界型式、玻璃與本體、填充方式);接著看連接的儀表與溫度補償(高輸入阻抗、傳送器、溫度感測);之後處理保養、校正與壽命(儲存、清洗、校正點數、斜率與偏移)。 本文以實驗室與製程的一般 pH 量測為主;pH 試紙與氯離子等離子電極不在本文範圍。分成 4 個階段:

  • 階段①|樣品與量測範圍: 樣品種類與量、pH 範圍、溫度、玻璃型式與形狀。
  • 階段②|電極結構與接界: 複合或分離、接界型式、本體材質、填充方式。
  • 階段③|儀表與溫度補償: 高輸入阻抗、傳送器、溫度感測、平衡時間。
  • 階段④|保養、校正與壽命: 儲存、清洗、校正、斜率與偏移、更換。

本文從「已經知道要量 pH」開始講。下面每個階段寫:怎麼做、公開資料怎麼說、嘉鴻能幫的;各家資料與依據放在文末的「備註」。此為一般情況,仍需視個案而定。

① 樣品與量測範圍 樣品種類與量 清澈水溶液到漿狀固體 範圍與溫度 pH 範圍、樣品溫度 玻璃與形狀 球形、錐形、平頭 做完這一步,要有 樣品與範圍寫清楚 ▶ ② 電極結構與接界 複合或分離 現在多用複合 接界型式 陶瓷、開放式、雙接界 本體與填充 塑膠或玻璃、可補液 做完這一步,要有 結構與樣品對得上 ▶ ③ 儀表與溫度補償 高輸入阻抗 儀表要讀高電阻 傳送器 看量測的場合 溫度補償 自動或手動 做完這一步,要有 儀表與電極接得上 ▶ ④ 保養校正與壽命 儲存與清洗 保持濕潤、定期洗 校正 至少兩個緩衝液 斜率與偏移 看狀態、該換就換 做完這一步,要有 用得久也量得準
圖 1 pH 電極選型的四個階段:樣品與量測範圍、電極結構與接界、儀表與溫度補償、保養校正與壽命(示意圖,不按比例)

階段①:樣品與量測範圍,先看量的是什麼

怎麼做:

  • 先寫下樣品:清澈的水溶液,還是食品、漿狀、半固體、含固體或蛋白質;還有量多少,從微量到大容器。
  • 範圍與溫度:寫下要量的 pH 範圍與樣品溫度。pH 很高時有鹼誤差,例如 pH 12 以上、鈉離子濃度 0.1 mol/L 以上;pH 很低時有酸誤差。
  • 玻璃型式:一般用途的玻璃能應付多數日常實驗;要求高時,有耐高溫、耐鹼、耐酸的玻璃。
  • 感測部形狀:球形用在一般水溶液;錐形用在漿料、乳液、半固體與固體;平頭用在皮膚、皮革、紙這類表面。
  • 樣品量少時,有微量電極,例子是少至 15 µL 或 100 µL。

公開資料怎麼說: 一個網路百科的玻璃電極條目寫到:pH 很高、鹼金屬離子夠多時,響應會變成非線性,通常在 pH 12 以上、鋰或鈉離子 0.1 mol/L 以上明顯;氫離子濃度極高(約 pH 低於 1)時,響應也會變非線性。一份電極廠的電極指南(2017 年版)寫到:一般用途的電極可用在很多場合,但不是每種樣品都理想,食品、高低溫、非水溶液可能要專用的;一般用途玻璃在整個 pH 範圍都有較大的響應;球形用於一般水溶液,錐形用於漿料、乳液、半固體與固體,平頭用於皮膚、皮革與紙;微量電極可量少至 100 µL。另一份廠商的小冊(2012 年)寫到:一般用途玻璃能應付多數日常實驗,要求高時有耐溫、耐鹼與耐酸的玻璃;微量感測器可量少至 15 µL(備註表 1)。

嘉鴻能幫的:

  • 站上商品搜尋(2026 年 10 月 13 日)「pH」「電極」,找到 pH 量測類的商品頁 5 頁:1 頁分析儀加電極、2 頁電極、2 頁傳送器;另有 pH 試紙與氯離子頁,本文不連。商品頁沒有寫的規格,請洽詢。
  • pH 分析儀及電極:商品頁寫這是工業與製程 pH 量測用的分析儀與電極,規格表分成兩欄。分析儀本體:量測範圍 pH 0–14(部分機型 −2~16)、解析度 0.01 pH、精度 ±0.01 pH 至 ±0.05 pH。電極:pH 0–14(依玻璃膜配方)、耐溫 0–80 °C(一般)或 0–130 °C(高溫型)、耐壓 0–6 bar(一般)。商品頁並寫電極要接 pH 計或分析儀才能讀值,本身不輸出 4–20 mA。
  • 複合 pH 電極:商品頁寫量測範圍 pH 0–14、溫度範圍 0–80 °C、玻璃膜形狀半球形;商品頁並寫不建議用在含沉澱物、蛋白質或硫化物的樣品,以及非水系滴定。

階段②:電極結構與接界,複合或分離、接界怎麼選

怎麼做:

  • 複合或分離:複合電極把感測與參考兩部分放在同一個本體,現在較常見;早期常把兩個半電池分開賣。
  • 接界:多孔陶瓷常見;多孔 PTFE 耐化學、耐用,用在工業;開放式與套筒式流量大、不易堵,用在固體、半固體與乳液;布芯可抽出一小段更新;雙接界較不易堵,並讓無銀的電解液接觸樣品。
  • 本體:塑膠用在易摔易破處,玻璃用在腐蝕性與高溫。
  • 填充方式:可補充填充液的,要維持液面,量測時打開填充孔蓋;有的凝膠型不用補液,只要例行校正與清洗。
  • 溫度感測:電極本體內嵌溫度感測器的,儀表可自動溫度補償。

公開資料怎麼說: 一份電極廠的電極指南(2017 年版)寫到:現在較常用把感測與參考合在一起的複合電極,1970 年代前常把兩個半電池分開賣;多孔陶瓷是常見的接界,多孔 PTFE 用在工業感測器,開放式與套筒式流量高、不易堵,用在固體與乳液;布芯接界可抽出一小段來更新;雙接界較不易堵、讓無銀的電解液接觸樣品;可補液的電極要維持液面、量測時打開填充孔蓋,凝膠型的有的不需補液。一個網路百科的條目寫到:參考電極常是氯化銀或甘汞;許多儀表用複合探頭。另一份廠商的小冊(2012 年)寫到:參考元件常見是銀與氯化銀,但銀的沉澱會堵住接界,可選開放式或隔膜式(陶瓷或 PTFE)接界;塑膠本體用在易摔易破處,玻璃用在腐蝕性與高溫;探頭內嵌溫度感測器的,可確保自動溫度補償(備註表 2)。

嘉鴻能幫的:

  • 複合 pH 電極(階段①那一頁):商品頁寫這是複合式(含參考電極),桿體聚丙烯加玻璃、下段氟橡膠;隔液接面陶瓷;參考電解液 c(KCl) = 3 mol/L,電解液流速 3–10 µL/h(10 cm 水柱),低漏液的參考系統;內建 Pt1000 溫度感測器;電纜 1.2 m 固定纜線。能不能補液、接頭能不能接上您的儀表,請洽詢。
  • 酸鹼度計用 U 型電極:商品頁寫這是 U 型雙液接 pH 電極,U 管結構把電解質與樣品隔開;商品頁寫的樣品例是含有機溶劑、蛋白質或重金屬含量高的樣品。商品頁標題一處稱參考電極、規格表寫複合電極,到底是哪一種,請洽詢確認;量測範圍與溫度,商品頁沒有寫,請洽詢。

階段③:儀表與溫度補償,電極要接什麼

怎麼做:

  • 高輸入阻抗:玻璃電極的電阻很高,約 50 到 500 MΩ,要接高輸入阻抗的儀表,如 pH 計或電位計。
  • 儀表:pH 計實際量的是電壓,顯示成 pH 單位;要接哪種儀表或傳送器,看量測的場合。
  • 溫度補償:溫度改變,量到的 pH 也變;自動補償要有溫度探頭,內嵌或另接;手動補償則每次溫度改變都要重新輸入。
  • 樣品量:自動溫度補償在樣品超過 10 mL 時較有效;樣品很少時,感測器可能來不及平衡,溫度被誤判,要留足時間。

公開資料怎麼說: 一個網路百科的玻璃電極條目寫到:玻璃 pH 電極的電阻都很高,約 50 到 500 MΩ,要用高輸入阻抗的量測裝置,如 pH 計或電位計。一個網路百科的 pH 計條目寫到:顯示是以 pH 為單位的電壓表;溫度改變會影響 pH,有的儀表接溫度輸入來調整。另一份廠商的小冊(2012 年)寫到:自動溫度補償在樣品超過 10 mL 時見效快;有內嵌溫度探頭的感測器,儀表可自動補償,沒有的要另接探頭;手動補償準確但費時,每次溫度改變都要輸入;很小的樣品,感測器可能平衡太久,使它的溫度被當成樣品溫度。一份電極廠的電極指南(2017 年版)寫到:儀表要有高輸入阻抗,才能讀電極的電壓;溫度補償能得到準的量測(備註表 3)。

嘉鴻能幫的:

  • 複合 pH 電極(階段①那一頁):商品頁寫內建 Pt1000 溫度感測器,膜阻抗 200–400 MΩ。
  • pH 分析儀傳送器:商品頁寫這是多通道的面板嵌入式傳送器(½ DIN),通道數 1、2、4 可選,訂購時要指定;5.7 吋彩色觸控螢幕;感測器介面支援類比與數位兩種;量測參數 pH/ORP,另列溶氧、電導度、濁度等;防護等級 IP66;電源 AC 100–240 V 或 DC 20–30 V;類比輸出 4–20 mA;數位通訊列有 Profinet、EtherNet/IP、HART、FOUNDATION Fieldbus;有繼電器輸出。商品頁並寫能不能搭配您現有的感測器或控制系統,請洽嘉鴻業務。
  • pH/ORP 線上分析傳送器:商品頁寫量測參數 pH/ORP(可配置);電源接線二線式或四線式(依型號);類比輸出 4–20 mA(HART);通訊 HART、Modbus;防護等級 IP67;LCD 背光顯示 pH 值、溫度與電極狀態。商品頁並寫可接標準玻璃電極,但電極阻抗要符合規格;規格是多少,商品頁沒有寫,請洽詢。

階段④:保養、校正與壽命,買了之後才開始的事

怎麼做:

  • 儲存:保持濕潤,泡在製造商的儲存液;不要放在純水(逆滲透水、去離子水、蒸餾水);乾掉的可用儲存液泡至少 1 小時。
  • 校正:至少用兩個緩衝液,涵蓋要量的範圍;一般用途可用 pH 4.00 與 10.00;範圍寬就用三點。頻率的例子:很精密的每次量測前,一般每天一次。
  • 清洗:量完用蒸餾水或去離子水沖洗,輕輕吸乾;依污染物選清洗液;有一份資料建議每週清洗,泡 15 到 20 分鐘,之後要重新水合、再校正。
  • 看狀態:例:偏移在 ±30 mV、斜率 85% 到 105%,表示電極在正常範圍;清洗並換新液後仍超出,可能要更換。
  • 壽命:有一份資料寫平均 12 到 18 個月;斜率會隨月份下降,老化的電極平衡時間變長。

公開資料怎麼說: 一份電極廠的電極指南(2017 年版)寫到:不要把電極放在逆滲透水、去離子水或蒸餾水,離子會從玻璃膜與參考電解液流失;乾掉的電極可泡在儲存液至少 1 小時;校正頻率看要多準,每天校正理想;至少做多點校正,選涵蓋預期範圍的校正點;每週清洗感測部,泡 15 到 20 分鐘;偏移在 ±30 mV、斜率 85% 到 105% 表示電極正常,清洗與新液後偏移仍在 ±30 mV 外,可能要更換;平均壽命 12 到 18 個月,要用對、並對上用途。一個網路百科的 pH 計條目寫到:用已知 pH 的溶液校正,通常每次使用前;很精密的在每次量測前,一般每天一次;至少用兩個涵蓋範圍的緩衝液,一般用途用 pH 4.00 與 10.00;探頭乾淨是準確的關鍵;每次量完用蒸餾水或去離子水沖洗,再用擦拭紙吸乾;電極老化時平衡時間變長;廠商提供各自的清洗與保養說明。一個網路百科的玻璃電極條目寫到:電極斜率通常在數個月內下降;玻璃電極必須在使用前校正,常用標準緩衝液;膜不能乾掉。另一份廠商的小冊(2012 年)寫到:先用 pH 7,再用 pH 4 或 10;範圍寬要三點校正;要在整個量測範圍校正(備註表 4)。

嘉鴻能幫的:

  • 複合 pH 電極:商品頁寫電極零點 ±15 mV、電極坡度大於 0.97(出廠規格;與上面來源寫的使用中正常範圍不是同一種數字);長期保存要用製造商的儲存液浸泡玻璃膜。
  • 酸鹼度計用 U 型電極:商品頁寫不使用時要保存在製造商的保存液(3 mol/L KCl 或專用液),不要乾燥保存,否則玻璃膜脫水後需要較長時間再平衡。
  • pH/ORP 線上分析傳送器:商品頁寫更換電極時要重新做兩點校正(pH 4 與 pH 7 的緩衝液)。這和上面兩份來源寫的校正點(pH 4.00 與 10.00,或先 pH 7 再 pH 4 或 10)又不完全一樣,各寫各的,以製造商資料為準。
  • pH 分析儀及電極:商品頁的規格表,電極壽命欄寫 6–24 個月(頁面註明一般情況,仍需視個案而定);這和上面資料寫的平均 12 到 18 個月是不同來源的例子,不能直接比。
  • 緩衝液、儲存液、清洗液與校正證書,站上商品名稱沒有看到,請洽詢,並附上樣品與使用頻率。
需要對型式時,請先準備六項資料:樣品種類與量、pH 範圍與溫度、要的電極結構與接界、連接的儀表、校正與保養的安排、使用的頻率。歡迎聯繫嘉鴻。

常見問題

Q1:pH 電極可以泡在純水裡保存嗎?

不要。電極要保持濕潤,泡在製造商的儲存液裡,不要放在逆滲透水、去離子水或蒸餾水;乾掉的電極可用儲存液泡至少 1 小時再用。

Q2:pH 計要用幾點校正?多久校正一次?

至少用兩個緩衝液,涵蓋要量的範圍;一般用途可用 pH 4.00 與 10.00,範圍寬就用三點。頻率的例子是:很精密的量測每次量測前校正,一般用途每天一次。

Q3:怎麼判斷 pH 電極壞了要換?

看偏移與斜率:例子是偏移在 ±30 mV 以內、斜率 85% 到 105%,表示電極在正常範圍;清洗並換新的填充液後仍超出,可能就要更換。有一份資料寫電極平均壽命 12 到 18 個月,老化的電極平衡時間會變長。

Q4:量漿料、食品或半固體要用哪種 pH 電極?

感測部的形狀不同:球形用在一般水溶液,錐形用在漿料、乳液、半固體與固體,平頭用在皮膚、皮革、紙這類表面。接界也要配合,開放式與套筒式流量大、不易堵,雙接界也較不易堵(見本頁階段②)。

Q5:pH 值很高或很低時,量得準嗎?

可能有誤差。pH 很高時有鹼誤差,例子是 pH 12 以上、鈉離子濃度 0.1 mol/L 以上;pH 很低時有酸誤差。要求高時,有耐鹼、耐酸、耐高溫的玻璃可選。

備註:來源與例外

以下給需要核對的人看,不看也不影響上面的做法。您的系統規範、電極與儀表製造商的書面規格,和本文不同時,以它們為準。

各階段的出處

來源用在哪裡與出處
來源 1階段①至④:鹼誤差與酸誤差、高阻抗、斜率、膜。出處:一個網路百科的玻璃電極條目(多人編輯,會變動)
來源 2階段②至④:參考電極、顯示與溫度、校正、清洗、儲存。出處:一個網路百科的 pH 計條目(多人編輯,會變動)
來源 3階段①至④:電極選擇、接界、填充、儲存、清洗、狀態與壽命。出處:一份電極廠的電極指南(版本 1.4,封底標 08/17,由經銷商網站轉載;廠商資料)
來源 4階段①至④:玻璃、微量、本體、溫度補償、校正。出處:一份廠商的 pH 小冊(2012 年 9 月 10 日,第 1 版;廠商資料)
嘉鴻資料「嘉鴻能幫的」。出處:嘉鴻商品頁

表 1|樣品與量測範圍

項目內容
鹼誤差氫離子濃度低、鹼金屬離子夠多時,響應變非線性;通常在 pH 12 以上、鋰或鈉離子 0.1 mol/L 以上明顯(來源 1)
酸誤差氫離子濃度極高(約 pH 低於 1)時,響應變非線性(來源 1)
一般與專用一般用途電極可用在很多場合,不是每種樣品都理想;食品、高低溫、非水溶液可能要專用的(來源 3)
玻璃一般用途玻璃在整個 pH 範圍響應較大(來源 3);要求高時有耐溫、耐鹼、耐酸的玻璃(來源 4)
感測部形狀球形用於一般水溶液;錐形用於漿料、乳液、半固體、固體;平頭用於皮膚、皮革、紙(來源 3)
微量微量電極可量少至 100 µL(來源 3)、15 µL(來源 4)

來源:1、3、4

表 2|電極結構與接界

項目內容
複合或分離複合電極把感測與參考合在一個本體,現在較常見;1970 年代前常把兩個半電池分開賣(來源 3)
參考電極常是氯化銀或甘汞;許多儀表用複合探頭(來源 2)
接界多孔陶瓷常見;多孔 PTFE 用在工業;開放式與套筒式流量高、不易堵;布芯可更新;雙接界較不易堵、無銀電解液接觸樣品(來源 3)
銀沉澱參考元件常見是銀與氯化銀,銀的沉澱會堵接界;可選開放式或隔膜式(陶瓷或 PTFE)(來源 4)
本體塑膠用在易摔易破處;玻璃用在腐蝕性與高溫(來源 4)
填充方式可補液的要維持液面、量測時打開填充孔蓋;有的凝膠型不需補液(來源 3)
溫度感測探頭內嵌溫度感測器的,可確保自動溫度補償(來源 4)

來源:2、3、4

表 3|儀表與溫度補償

項目內容
高輸入阻抗玻璃電極電阻約 50 到 500 MΩ,要用高輸入阻抗的 pH 計或電位計(來源 1、3)
顯示pH 計是以 pH 為單位顯示的電壓表(來源 2)
溫度與 pH溫度改變會影響 pH;有的儀表接溫度輸入調整(來源 2、3)
自動補償樣品超過 10 mL 時見效快;有內嵌溫度探頭的可自動補償,沒有的要另接(來源 4)
手動補償準確但費時,每次溫度改變都要輸入(來源 4)
小樣品感測器可能平衡太久,溫度被當成樣品溫度(來源 4)
補償的必要要得到準的量測需要溫度補償(來源 3)

來源:1、2、3、4

表 4|保養、校正與壽命

項目內容
儲存保持濕潤、泡製造商的儲存液;不放純水(逆滲透水、去離子水、蒸餾水);乾掉的泡儲存液至少 1 小時(來源 2、3)
膜膜不能乾掉(來源 1)
校正點至少兩個涵蓋範圍的緩衝液;一般用途 pH 4.00 與 10.00(來源 2);先 pH 7 再 pH 4 或 10,範圍寬三點(來源 4)
校正頻率通常每次使用前;很精密的每次量測前,一般每天一次(來源 2);每天校正理想(來源 3)
清洗探頭乾淨是準確的關鍵;量完用蒸餾水或去離子水沖洗再吸乾(來源 2);依污染物選清洗液;每週清洗、泡 15 到 20 分鐘後重新水合再校正(來源 3)
狀態偏移 ±30 mV、斜率 85% 到 105% 為正常;清洗與新液後偏移仍在 ±30 mV 外,可能要更換(來源 3)
壽命平均 12 到 18 個月(來源 3);斜率數個月內下降(來源 1);老化後平衡時間變長(來源 2)

來源:1、2、3、4

此為一般情況,仍需視個案而定。

例外與限制

  • 看到什麼、沒看到什麼:本文看到的是兩個網路百科的條目(多人編輯)、一份電極廠 2017 年版的電極指南(廠商資料,由經銷商網站轉載)、一份廠商 2012 年的 pH 小冊(廠商資料)。沒有讀到 pH 量測的標準全文;沒有讀到任何一款嘉鴻商品的規格書;來源裡沒有標準化的緩衝液數值表,本文沒有寫。
  • 數字是例子:pH 12 與 0.1 mol/L、50 到 500 MΩ、10 mL、15 與 100 µL、pH 4.00 與 10.00、±30 mV、斜率 85% 到 105%、12 到 18 個月、每週清洗 15 到 20 分鐘,都是各來源的例子,不是選型門檻;來源 3、4 是廠商的建議。
  • 來源之間說法不同:校正的點,來源 2 寫一般用途用 pH 4.00 與 10.00,來源 4 寫先用 pH 7、再用 pH 4 或 10;正文並列,沒有挑一個。緩衝液開封後的期限,兩份廠商資料給的不同,正文沒有寫期限。
  • 單一來源:接界型式的分類與用途、凝膠型不用補液(有的)、儲存不可用純水、每週清洗、偏移與斜率的正常範圍、平均壽命 12 到 18 個月,只有來源 3(廠商資料);自動溫度補償在樣品超過 10 mL 較有效、樣品很小時溫度被誤判,只有來源 4(廠商資料);高阻抗 50 到 500 MΩ 只有來源 1。
  • 有立場的資料:來源 3、4 是廠商資料,來源 1、2 是多人編輯的網路百科;沒有一份是標準本身或第三方的測試報告。
  • 來源的原文是英文:中文是本文的翻譯,沒有自己加的換算。
  • 本文的整理:正文沒有使用「本文的整理」標記,各項說法都能在上面的來源找到對應。
  • 範圍:本文是選型整理;pH 試紙與氯離子等離子電極不在範圍;也不談各家型號對照、價格與交期。
  • 設備與商品:「嘉鴻能幫的」的數字與說法,是 2026 年 10 月 13 日讀自商品頁的文字,沒有看商品圖片,也沒有讀到規格書,不是本文查證的;規格以商品頁為準,商品頁沒有寫的,請洽詢。商品頁的型號、系列代號與廠牌,本文沒有寫;商品頁的「同場加映」、選型建議、校驗建議與行銷用語,本文沒有引用。商品頁的規格表有的是出廠規格、有的是使用建議,與來源的例子不一定同一種,不能直接比。站上有哪些 pH 類商品,是用站上商品搜尋與商品名稱找的,不等於庫存查詢。

本文為一般情況的歸納,不是標準條文的轉述,也不是對某一家廠商、設備廠或服務商的背書,更不是對您設備與製程的擔保。請以您的系統規範、電極與儀表製造商的書面規格,以及您自己的驗證為準;此為一般情況,仍需視個案而定。

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