专利名称：小型管道膜pH传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用电化学法测试用的一种电极，更确切说是一种监测溶液中PH值的小型管道膜PH传感器。
当前，环保工作中水质酸度的监测以及在化工、冶金等生产流程中溶液酸度的测试及控制，所采用的PH传感器为市售的玻璃PH电极。市售玻璃PH电极是由玻璃电极杆和对H+有响应的玻璃膜形成的球体所构成，其内装有PH缓冲溶液，并装有Ag/AgCl内参比电极，Ag/AgCl内参比电极固定在玻璃电极杆的封盖上，有一条电极引线与Ag/AgCl内参比电极相连接。用玻璃PH电极来测定溶液中的酸度时，就将其悬挂在盛有溶液的液槽中，直接测定溶液的酸度。但是，由于水质的复杂性，对玻璃PH电极上的对H+有响应的玻璃膜形成的球体产生侵蚀和污染，不久电极便“中毒”而失效。即使有些厂家生产出了一种称之为沉浸式超声波酸度发送器，在玻璃电极附近引进超声波来清洗玻璃电极。这种沉浸式超声波酸度发送器价格较昂贵，整套设备的价格高达万元，而且又较笨重，占地面积较大，在许多场合不能使用。其沉浸在溶液中的部分的金属也易于被腐蚀损坏，超声波的清洗效果亦不佳，玻璃PH电极得不到很好的清洗而得不到保护。带有油污的槽液中的酸度测定更不能应用。
本实用新型的目的就在于研制出一种小型管道膜PH传感器，使其结构简单，价格低廉，又能克服当前使用的玻璃PH电极，直接浸泡在液槽的溶液中测定其酸度的缺点。
本实用新型的一种小型管道膜PH传感器，为一个正方体、长方体、圆柱体、椭圆柱体、鼓形体其中的一种体。在上述的其中的一种体中有一个上端封闭的参比电极内腔，参比电极内腔中设有Ag/AgCl引线；在参比电极内腔旁设有一个上端封闭的指示电极内腔，指示电极内腔中设有Ag/AgCl引线；上端封闭的参比电极内腔与上端封闭的指示电极内腔之间有一壁相隔；在指示电极内腔有一个PH敏感管，在参比电极内腔有一个参比电极渗透管，PH敏感管的一端与参比电极渗透管的一端相连通；PH敏感管的另一端与进口套管相连通，参比电极渗透管的另一端与出口套管相连通；上端封闭的参比电极内腔、参比电极渗透管和Ag/AgCl引线形成管道Ag/AgCl参比电极；上端封闭的指示电极内腔、PH敏感管和Ag/AgCl引线形成管道膜PH指示电极。
为了很好地将管道Ag/AgCl参比电极中的Ag/AgCl引线固定，在上端封闭的参比电极内腔的上端旁，设有一接线柱，将管道Ag/AgCl参比电极的Ag/AgCl引线固定在该接线柱上。同样，在上端封闭的指示电极内腔的上端旁设有另一接线柱，将管道膜PH指示电极的Ag/AgCl引线固定在这另一接线柱上。
所说的小型管道膜PH传感器为正方体、长方体、圆柱体、椭圆柱体、鼓形体其中的一种体，它们可以用有机玻璃制成为好。在上述体中制出一个上端封闭的参比电极内腔，在参比电极内腔旁制出一个上端封闭的指示电极的内腔。
所说的参比电极渗透管为一个内径1.0～10毫米，壁厚0.5～1毫米的医用聚氯乙烯(PVC)软管，在处于上端封闭的参比电极内腔中的医用聚氯乙烯软管的部分上有一个用棉线制成的渗透线，渗透线的一端处于聚氯乙烯软管内，其另一端处于参比电极的内腔中；作为渗透线的棉线处于聚氯乙烯软管内的部分长1～10毫米，作为渗透线的棉线处于参比电极内腔中的部分长1～10毫米。所说的PH敏感管也是一个内径1.0～10毫米，壁厚0.5-1毫米的医用聚氯乙烯(PVC)软管，在处于上端封闭的指示电极内腔中的医用聚氯乙烯软管的部分上有一个面积为0.5～3平方毫米的孔，孔上用厚度为0.1-0.3毫米的PH敏感膜封闭，所说的PH敏感膜为对H+有响应的聚氯乙烯(PVC)膜或对H+有响应的玻璃膜。对H+有响应的聚氯乙烯(PVC)膜是由PH敏感剂将上述的孔封闭而形成的厚度为0.1～0.3毫米的膜。PH敏感剂是取适量的聚氯乙烯(PVC)胶液，在搅拌下加入作为活性物质的三异壬胺的季胺盐而成，三异壬胺季胺盐PVC胶液的比(重量比)为1∶1～4。所用的PVC胶液是用四氢呋喃(THF)(分析纯)，将PVC(聚氯乙烯)粉，在搅拌下溶解而成的含有PVC1-5％(重量百分数)的THF溶液，再按1∶1～3(重量比)加入作为增塑剂的癸二酸二异辛酯。
参比电极渗透管可用一段聚氯乙烯(PVC)软管制成，PH敏感管可用一段聚氯乙烯(PVC)软管制成，然后将这二段软管用环氧树脂粘合剂将其粘接连通。但是，最好在一段长的聚氯乙烯(PVC)软管上的不同段上分别制成参比电极渗透管和PH敏感管，这样就避免了再粘接的过程。
在使用时，在固定管道Ag/AgCl参比电极的Ag/AgCl引线的接线柱上，接上一导线与酸度计参比电极插口相连；在固定管道膜PH指示电极的Ag/AgCl引线的接线柱上，接一导线与酸度计指示电极插口相连。在与PH敏感管连接的进口套管上，连接一个外接管，用于进入样液或清洗液；在与参比电极渗透管的出口套管上，连接另一个外接管，用于排出测定后的样液或清洗后的清洗液。
本实用新型的小型管道膜PH传感器的优点就在于1.由于本实用新型的小型管道膜PH传感器，可以用蠕动泵取样，全部管道为PVC软管或塑料软管，在进样的外接管上可装有滤头，防止大量油污和杂质引入，保护PH传感器不受污染，管道采用医用PVC软管或塑料软管不会被腐蚀。
2.由于本实用新型的小型管道膜PH传感器可间歇式使用，要读取PH值时才启动，不用时可保持在纯水中，因此其寿命可长达1年。
3.本实用新型的结构简单，只需要一台小型酸度计，一台蠕动泵，便可以进行半自动化监测。此外，自动化性能强。用一台多道采样器代替蠕动泵，便可以与计算机控制系统联网，可以实现全自动酸度在线监测。
图1本实用新型的小型管道膜PH传感器的纵剖面示意图。
用以下实施例对本实用新型的小型管道膜PH传感器作进一步的说明，将有助于对本实用新型及其优点的进一步的理解，而不作为对本实用新型的限定，本实用新型的保护范围由权利要求书来决定。
实施例1本实施例的小型管道膜PH传感器，为一个用有机玻璃制成的长方体，其长为40毫米、宽20毫米，高45毫米。在该长方体中有一个上端封闭的参比电极内腔1，参比电极内腔1为一个直径10毫米的圆柱形孔，圆柱形孔高35毫米，参比电极的内腔1中设有Ag/AgCl引线8，并将其固定在参比电极内腔1的上端旁的接线柱9上。在参比电极内腔1旁设有一个上端封闭的指示电极内腔2，指示电极内腔2为一个直径14毫米的圆柱形孔，圆柱形孔高3 5毫米，指示电极内腔2中设有Ag/AgCl引线8，并将其固定在指示电极内腔2上端旁的另一个接线柱9上，在上端封闭的参比电极内腔1中装有含AgCl的饱和氯化钾溶液，在上端封闭的指示电极内腔2中装有含KCl和AgCl的PH标准溶液，这是本领域所属的普通技术人员所均知的。上端封闭的参比电极内腔1与上端封闭的指示电极内腔2之间有壁3相隔。在参比电极内腔1中有一个横穿参比电极内腔1的参比电极渗透管5，在指示电极内腔2中有一个横穿指示电极内腔2的PH敏感管4。PH敏感管4的一端与参比电极渗透管5的一端相连通。PH敏感管的另一端与进口套管6相连，参比电极渗透管5的另一端与出口套管7相连。上端封闭的参比电极内腔1、参比电极渗透管5和Ag/AgCl引线8形成管道Ag/AgCl参比电极。上端封闭的指示电极内腔2、PH敏感管4和Ag/AgCl引线8形成管道膜PH指示电极。所用的参比电极渗透管5的内径为1.5毫米，壁厚0.5毫米的医用聚氯乙烯(PVC)软管，在处于上端封闭的参比电极内腔1中的医用聚氯乙烯软管部分上有一个用棉线制成的渗透线10，作为渗透线10的棉线处于聚氯乙烯软管内的部分长1.5毫米，作为渗透线的棉线处于参比电极内腔1中的部分长1.5毫米。所用的PH敏感管也是一个内径1.5毫米的壁厚0.5毫米的医用聚氯乙烯(PVC)软管，在处于上端封闭的指示电极内腔中的医用聚氯乙烯软管的部分上有一面积为1平方毫米的孔11，孔上用PH敏感膜封闭，所用的PH敏感膜为厚度为0.1毫米的对H+有响应的聚氯乙烯(PVC)膜，参比电极渗透管5与PH敏感管4是在同一根聚氯乙烯(PVC)软管上制成的。本实用新型的产品的PH检测下限为PH2，上限为PH9，Nernst响应斜率为55mv，内阻为3.6×104Ω。使用温度为常温。PH响应时间为60秒。
权利要求1.一种小型管道膜PH传感器，其特征是，为一个正方体、长方体、圆柱体、椭圆柱体、鼓形体其中的一种体，1).在上述的其中一种体中有一个上端封闭的参比电极内腔，参比电极内腔中设有Ag/AgCl引线，2).在参比电极内腔旁设有一个上端封闭的指示电极内腔，指示电极内腔中设有Ag/AgCl引线，3).上端封闭的参比电极内腔与上端封闭的指示电极内腔之间有一壁相隔，4).在指示电极内腔有一个PH敏感管，在参比电极内腔有一个参比电极渗透管，5).PH敏感管的一端与参比电极渗透管的一端相连通，PH敏感管的另一端与进口套管相连通，参比电极渗透管的另一端与出口套管相连通，6).上端封闭的参比电极内腔、参比电极渗透管和Ag/AgCl引线形成管道Ag/AgCl参比电极，上端封闭的指示电极内腔、PH敏感管和Ag/AgCl引线形成管道膜PH指示电极。
2.根据权利要求1的一种小型管道膜PH传感器，其特征是，在上端封闭的参比电极内腔的上端旁，设有一个接线柱，管道Ag/AgCl参比电极的Ag/AgCl引线固定在该接线柱上，在上端封闭的指示电极内腔的上端旁设有另一个接线柱，管道膜PH指示电极的Ag/AgCl引线固定在这另一接线柱上。
3.根据权利要求1的一种小型管道膜PH传感器，其特征是，所说的参比电极渗透管为一个内径1.0-10毫米，壁厚0.5-1毫米的医用聚氯乙烯(PVC)软管，在处于上端封闭的参比电极内腔中的医用聚氯乙烯软管的部分上，有一个用棉线制成的渗透线，渗透线的一端处于聚氯乙烯软管内，其另一端处于参比电极的内腔中。
4.根据权利要求3的一种小型管道膜PH传感器，其特征是，作为渗透线的棉线处于医用聚氯乙烯软管内的部分长1-10毫米，处于参比电极内腔中的部分长1-10毫米。
5.根据权利要求1的一种小型管道膜PH传感器，其特征是，所说的PH敏感管为一个内径1.0-10毫米，壁厚0.5-1毫米的医用聚乙烯(PVC)软管，在处于封闭的指示电极内腔中的医用聚氯乙烯软管部分上有一个面积为0.5-3平方毫米的孔，孔上用厚度为0.1-0.3毫米的PH敏感膜封闭。
6.根据权利要求5的一种小型管道膜PH传感器，其特征是，所说的PH敏感膜为对H+有响应的聚氯乙烯(PVC)膜或对H+有响应的玻璃膜。
7.根据权利要求1的一种小型管道膜PH传感器，其特征是，在指示电极内腔中充注含KCl和AgCl的PH标准液，在参比电极内腔中充注含AgCl的饱和KCl溶液。
专利摘要本实用新型涉及一种监测溶液中pH值的小型管道膜pH传感器。该传感器为一个正方体、长方体、圆柱体、椭圆体、鼓形体其中的一种几何体。本实用新型的小型管道膜pH传感器是由Ag/AgCl参比电极和管道膜pH指示电极构成.用于溶液中酸度的监测。其优点是它不被污染和腐蚀，使用寿命长，可以实现全自动酸度在线监测。
文档编号G01N27/26GK2270229SQ96241130
公开日1997年12月10日 申请日期1996年10月21日 优先权日1996年10月21日
发明者骆巨新, 高英奇, 郑永章 申请人:北京有色金属研究总院