pH酸堿度檢測電極的研發(fā)
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各種不同電極的基本特性都匯總在表格中了。Gel電極和高分子聚合物電極對液體介質(zhì)檢測電極產(chǎn)生了很大的影響，對它們的生產(chǎn)廠(chǎng)有著(zhù)很大的壓力。這些生產(chǎn)廠(chǎng)今天往往只能采用混合式的電極作為在惡劣使用條件下的解決方案。在涉及到最高的檢測精度和可重復再現時(shí)，電子式的檢測電極通常都是人們的第一選擇。由于這種電子式的酸堿度檢測電極需要進(jìn)行費時(shí)費力的匹配連接（承受壓力沖擊，因此需要價(jià)格昂貴的連接件）和很高的維護保養費用（補充電解質(zhì)），使它們目前不是非常受歡迎的產(chǎn)品。目前最受歡迎的是使用簡(jiǎn)單、維護保養方便的Gel電極和高分子聚合物電極。這兩種電極的研發(fā)工作取得了很大的進(jìn)展，可以在大多數應用場(chǎng)合中使用，它們的檢測范圍幾乎達到了使用液態(tài)電解液電極的檢測范圍。DPAS電極以及它帶有溫度測試功能的后續產(chǎn)品InPro 3100/3200/3250等是當今生物技術(shù)和醫藥產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域中標準的酸堿度檢測儀器了；DXK以及它的后續產(chǎn)品InPro 4250則在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。它們在哪些方面還能改進(jìn)提高呢？
常見(jiàn)問(wèn)題的解決方案
利用聚合物材料制造的酸堿度檢測電極，例如使用Xerolyt材料制作的DXK電極中，使人們可以放棄使用電極隔膜。在這種電極的幫助下可以有效的避免pH酸堿度檢測中經(jīng)常出現的問(wèn)題：即電極隔膜的污染問(wèn)題和因為隔膜擴散而產(chǎn)生的檢測誤差。這種電極誕生之后，很快的在化工生產(chǎn)企業(yè)中得到了廣泛的應用。但是這種DXK系列的電極應用也受到了一定的限制，例如：聚合物易受酸的腐蝕，因此應用檢測范圍為pH值2~14。另外，工作時(shí)的壓力大小也需特別注意（必須嚴格遵守絕對大氣壓16bar，25℃；6bar，110℃等規定）。在2002年時(shí)，新一代的InPro 4250聚合物電極問(wèn)世，它使用了性能改進(jìn)后的Xerolyt Plus材料。它具有更好的耐酸性能和較高的耐高溫、耐高壓性能。其檢測范圍包括了從pH0~pH14的整個(gè)酸堿度檢測范圍，可在絕對大氣壓16bar，25℃以及8bar，130℃的條件下工作。
但是它的使用也受到一定的限制：與Gel電極和帶有液態(tài)電解質(zhì)的電極相比，聚合物電解質(zhì)電極的檢測精度顯得略低。另外，它也強烈的受到外部離子（即導電性較低的介質(zhì)，例如 VE-水或者極高導電性的介質(zhì)，例如鹽水）和液體介質(zhì)不同流速/不同攪拌速度的影響。某些液體介質(zhì)可以對這種電極的使用和使用壽命產(chǎn)生不利的影響。
研發(fā)新型聚合物的目的是：彌補目前聚合物產(chǎn)品中還存在的弱點(diǎn)。而這一目的隨著(zhù)新材料Xerolyt Extra的問(wèn)世而得以實(shí)現。這種新型聚合物材料的優(yōu)點(diǎn)是：高精確度、快速檢測、使用壽命長(cháng)、工作穩定等等。在大量的試驗中得到了證實(shí)，不僅在實(shí)驗室中，而且在流程工業(yè)生產(chǎn)的現場(chǎng)也得到了證實(shí)。新的pH單棒檢測儀InPro 4260就是采用Xerolyt Extra為材料的酸堿度檢測儀，在化工生產(chǎn)領(lǐng)域中有著(zhù)很好的通用性，適合于在各種惡劣的條件下、在嚴格的流程工藝過(guò)程中進(jìn)行酸堿度的檢測。用戶(hù)使用這種檢測儀，減少了維護保養費用，具有長(cháng)期的校定/校準周期，具有可靠性高、使用壽命長(cháng)、最佳的流程檢測、簡(jiǎn)單的使用配置以及較低的采購成本等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟效益較好。
多功能測試儀的發(fā)展趨勢
除了改進(jìn)提高酸堿度檢測電極的檢測性能之外，今天的酸堿度檢測電極正向著(zhù)多功能和智能化的方向發(fā)展。
■帶有玻璃電極、基本檢測電極、集成了溫度測試功能和耐腐蝕性；
■電極的多功能傳感器除了可以進(jìn)行溫度補償的pH值檢測之外還可以對流程設備中帶有干擾電位的介質(zhì)進(jìn)行接地；
■同時(shí)也進(jìn)行氧化還原比率的檢測；
■利用膜式電極和基本電極進(jìn)行在線(xiàn)監控。
在電極端部帶有數字式芯片的智能化傳感器提供了：
■借助于其自動(dòng)識別功能可以快速的啟動(dòng)，快速的讀取傳感器數據（即插即用）；
■在最佳的條件下進(jìn)行校正和標定；
■擴展的傳感器診斷功能，可預測傳感器維護保養的時(shí)限；
■可以按照美國FDA 21CFR Part 11標準的要求寫(xiě)出完整的GxP格式的檢測報告；
■傳感器工作負荷的顯示和工作狀況注意事項的顯示。
在使用這類(lèi)傳感器時(shí)，必須要有相應的基礎條件智能化的傳感器管理系統，該系統應該與所選擇的接口系統無(wú)關(guān)。無(wú)論是數字式的還是模擬式的、是低電阻的或者是高電阻的、感應式耦合還是接觸式耦合，可靠的傳遞檢測數據和傳遞傳感器的數據都是就有決定性意義的。已經(jīng)有適用于Ingold-pH酸堿度檢測電極和氧傳感器的ISM系統了，下一代適用于InPro 4260的ISM系統不久也將問(wèn)世。
酸堿度pH值檢測的里程碑
20世紀初，玻璃首次出現在電化學(xué)檢測的應用領(lǐng)域中（Cremer 1906年）。此后能斯特方程問(wèn)世了，第一條用玻璃電極實(shí)驗得到的滴定曲線(xiàn)也隨之產(chǎn)生（Haber和Klemesiewicz，1909年）。研發(fā)不同酸堿度檢測用玻璃的試驗一發(fā)不可收拾，并最終首次獲得成功（1930年采用了Mclnnes玻璃），在商業(yè)市場(chǎng)上出現了用于電化學(xué)檢測目的的酸堿度檢測儀。當時(shí)的檢測還是分開(kāi)進(jìn)行的，玻璃電極用做測量電極，基本電極用做參考電極。隨著(zhù)瑞士化學(xué)家Werner Ingold博士在1952年首次研發(fā)成功單棒酸堿度連續檢測技術(shù)，開(kāi)創(chuàng )了現代工業(yè)化酸堿度檢測的第一步。這一檢測電極利用的是液體電解質(zhì)，但已經(jīng)具有可消毒的性能了。Ingold博士又在1986年研發(fā)成功了耐壓的Gel-酸堿度檢測電極（DPAS型適用于生物工程技術(shù)和醫藥生產(chǎn)企業(yè)，DPA型適用于化工企業(yè)）。它們的最大特點(diǎn)是易于維護保養。
在1983年時(shí)Ingold檢測技術(shù)公司就在德國首次研發(fā)成功了聚合物電極，并申請了專(zhuān)利；并研發(fā)成功了DXK系列的Xerolyt酸堿度檢測電極。由于這種電極非常堅固，不易磨損，因此可以放棄傳統的陶瓷保護膜。這種電極非常適合于在易污染測試儀的介質(zhì)中使用。
在1993年時(shí)，Ingold公司首次研發(fā)成功了集成有溫度檢測功能的工業(yè)用酸堿度檢測測試儀：InPro 4500系列的酸堿度測試儀。它的優(yōu)點(diǎn)是：在進(jìn)行酸堿度檢測的同時(shí)還可以檢測介質(zhì)的溫度，可以自動(dòng)的進(jìn)行溫度控制調節。(end)
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