本發(fā)明涉及一種電化學傳感器，特別涉及一種PH/ORP傳感器。

背景技術：
ORP(Oxidation-ReductionPotential，氧化還原電位)值和PH值是反映溶液狀況的重要指標。傳統(tǒng)的PH/ORP傳感器是由一個測量電極與一個參比電極構成，按照氧化-還原法測量被測溶液電極電位，并反映出被測溶液中的H+離子數，從而獲得被測溶液的PH值。這種傳統(tǒng)的PH/ORP傳感器，其測量電極和參比電極分別是以固態(tài)的Ag和AgCl涂在Ag絲表面與KCI溶液形成氧化還原體系，即AgCl+e＝Ag++Cl-。然而，這種傳統(tǒng)的PH/ORP傳感器存在著一些問題：1、在溫度變化時，參比電極與參比溶液之間的反應平衡會發(fā)生變化，造成液-固平衡緩慢，因此傳感器對被測溶液的溫度變化的響應較慢。2、在加溫時，涂在Ag絲上的固態(tài)AgCI易溶解、脫落，因而影響了測量值的準確性。3，在對一些有機物成分高的被測溶液進行測量時，傳感器上作為參比溶液和被測溶液連接部件的液接界容易被污染、結垢甚至堵塞，造成液接界電阻增大，測量時電位不穩(wěn)定，影響測量準確性。而且，因為被測溶液的容器(反應罐或管道)通常都是與地面相連接的，通過容器的接地端會形成一個回路，由于電流流過參比電極，引起參比電極極化，造成測量誤差，嚴重時根本無法測量。

技術實現要素：
本發(fā)明的目的是提供一種PH/ORP傳感器，以解決現有的PH/ORP傳感器對溫度變化的響應速度慢以及容易受被測溶液污染而影響測量準確性的問題。本發(fā)明提出一種PH/ORP傳感器，包括：外殼、標準電極、測量電極、接地鹽橋以及電壓比較器。外殼，其內部形成用于容納第一參比液的容置空間，外殼上設置有用于連接第一參比液和外部被測溶液的液接界；標準電極，其包括接線端和用于感測溶液中離子數變化的感測端，標準電極的感測端設置在第一參比液中；測量電極，其包括接線端和用于感測溶液中離子數變化的感測端，測量電極的感測端伸出外殼以使其置于被測溶液中；接地鹽橋，其一端與液接界連接；電壓比較器，其包括第一輸入端、第二輸入端、接地電壓輸入端以及輸出端，第一輸入端連接標準電極的接線端，第二輸入端連接測量電極的接線端，接地電壓輸入端連接接地鹽橋的另一端。依照本發(fā)明較佳實施例所述的PH/ORP傳感器，標準電極和/或測量電極進一步包括：密封管和電極導體。密封管，其設置有PH敏感膜以構成標準電極的感測端，其內部注有用于傳遞電離子的第二參比液；電極導體，其一端伸入密封管的第二參比液中，另一端從密封管中伸出以作為標準電極的接線端。依照本發(fā)明較佳實施例所述的PH/ORP傳感器，標準電極和/或測量電極的電極導體是鉑絲。依照本發(fā)明較佳實施例所述的PH/ORP傳感器，接地鹽橋是鉑絲。依照本發(fā)明較佳實施例所述的PH/ORP傳感器，第一參比液為3mol/L的氯化鉀緩沖溶液。依照本發(fā)明較佳實施例所述的PH/ORP傳感器，電壓比較器為差分運算放大器，其輸出端連接電壓測量設備。依照本發(fā)明較佳實施例所述的PH/ORP傳感器，外殼的材質采用玻璃或聚苯硫醚。相對于現有技術，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明的PH/ORP傳感器利用差分方法來測量被測溶液的電位，不受液接界電位變化影響，沒有傳統(tǒng)PH/ORP傳感器的參比電極極化問題，可以更準確穩(wěn)定的反映被測溶液的PH/ORP值，使得本發(fā)明的PH/ORP傳感器特別適用于水體較差的被測溶液，例如對帶電流的電鍍液、酒精、碳氫化合物、芳香族化合物、脂類、酮類和其他化學物質中的PH/ORP值測量，對電廠煙氣脫硫石灰漿液中的PH值的測量等。2、本發(fā)明的PH/ORP傳感器，藉于接地鹽橋對測量影響程度的降低，從而大大增加了液接界材料的使用壽命，也即減少了更換液接界材料的次數，減少了傳感器的維護時間和停機時間。3、本發(fā)明的PH/ORP傳感器，測量電極和/或標準電極是通過PH敏感膜進行感測，然后通過第二參比液與電極導體進行氧化還原反應，實現電位液-液傳遞，相對于傳統(tǒng)的PH/ORP傳感器電位固-液傳遞的方式，在測量過程中節(jié)省了化學反應所需的時間，因此測量中很快就能達到電化學平衡，大大降低了溫度變化對測量響應速度的影響，可以及時準確的反映出被測溶液的PH/ORP值。當然，實施本申請的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。附圖說明圖1為本發(fā)明實施例的一種PH/ORP傳感器的結構圖；圖2為本發(fā)明實施例的一種PH/ORP傳感器的應用原理圖；圖3為本發(fā)明實施例的一種標準電極或測量電極的結構圖。具體實施方式有關本發(fā)明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例詳細說明中將可清楚的呈現。通過具體實施方式的說明，當可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。請參見圖1，其為本發(fā)明實施例的一種PH/ORP傳感器的結構圖。此PH/ORP傳感器包括外殼1、標準電極2、測量電極3、接地鹽橋4以及電壓比較器5。外殼1的材質可以采用玻璃或聚苯硫醚(PHenylenesulfide，PPS)。外殼1內部形成一個容置空間，容置空間中注有第一參比液6。本實施例中，所述的第一參比液6優(yōu)選3mol/L的KCL緩沖溶液。外殼1的下端還設置有一個液接界7，液接界7用于在傳感器工作時連接第一參比液6與被測溶液，液接界7要求滲透量穩(wěn)定，可以采用砂芯。標準電極2包括感測端21和接線端22。感測端21設置在第一參比液6中，用于感測第一參比液6中離子數變化。測量電極3的結構與標準電極2類似，同樣包括感測端31和接線端32，測量電極3的感測端31從外殼1中伸出以使其可以置于被測溶液中。接地鹽橋4的一端與液接界7連接，并通過液接界7從外殼1中伸出。本實施例中，接地鹽橋4的材質優(yōu)選鉑絲，例如鉑含量99.9％的鉑絲。電壓比較器5包括第一輸入端51、第二輸入端52、接地電壓輸入端53以及輸出端54。第一輸入端51連接標準電極2的接線端22，第二輸入端52連接測量電極3的接線端32，接地電壓輸入端53連接接地鹽橋的另一端42。電壓比較器5用于對測量電極3與接地鹽橋4組成的電位以及標準電極2與接地鹽橋4組成的電位進行比對，進而可以獲得被測溶液的電極電位以及離子數。本實施例中，電壓比較器5優(yōu)選差分運算放大器，其輸出端連接電壓測量設備以測量輸出電壓。請參見圖2，其為本發(fā)明實施例的一種PH/ORP傳感器的應用原理圖。PH/ORP傳感器置于注有被測溶液的容器中，并使測量電極3處于被測溶液8中。本實施例中，電壓比較器5采用1NA116運算放大器，根據對運算放大器進行設置，可以使其直接輸出被測溶液的電位：測量電位-標準電位＝被測溶液電位，即：(G1+E0)-(G2+E0)＝ΔE.................................(1)其中，G1為測量電極3測量到的電位，G2為標準電極2測量到的電位，E0為接地鹽橋4的電位(即液接界7的電位)。通過本實施例對PH/ORP傳感器的應用，可以直接獲得被測溶液8電位，進而也可以得到被測溶液8的PH值和ORP值。而根據公式(1)可見，本實施例利用差分方法來測量被測溶液的電位，不受液接界電位E0的變化影響，沒有傳統(tǒng)PH/ORP傳感器的參比電極極化問題，可以更準確穩(wěn)定的反映被測溶液的PH/ORP值。使得本發(fā)明的PH/ORP傳感器特別適用于水體較差的被測溶液，例如對帶電流的電鍍液、酒精、碳氫化合物、芳香族化合物、脂類、酮類和其他化學物質中的PH/ORP值測量，對電廠煙氣脫硫石灰漿液中的PH值的測量等。而且，不同于傳統(tǒng)PH/ORP傳感器閉路循環(huán)電路的電位測量方式，藉于接地鹽橋4對測量影響程度的降低，從而大大增加了液接界材料的使用壽命，也即減少了更換液接界材料的次數，減少了傳感器的維護時間和停機時間。本發(fā)明還揭示了標準電極或測量電極的一種特別結構，可以大大縮短傳感器在測量時的響應速度。以標準電極為例，請參見圖3，此標準電極2包括密封管23和電極導體24。密封管23主體可以是玻璃制品，密封管23的一端通過封口26密封，密封管23的另一端設置有PH敏感膜25，此PH敏感膜25構成了標準電極2的感測端21。PH敏感膜25用來感測第一參比液的PH值，PH敏感膜25可以根據第一參比液來選擇合適的敏感膜，例如光化學敏感膜。密封管23內部注有第二參比液，第二參比液例如可以采用碘化鉀溶液第二參比液用于根據PH敏感膜25上的電壓變化傳遞電離子。電極導體24的一端伸入密封管23的第二參比液中，另一端從密封管23中伸出以作為標準電極的接線端22。本實施例的電極導體24優(yōu)選鉑絲，例如鉑含量99.9％的鉑絲，由于鉑絲具有很高的化學穩(wěn)定性，可以很好地將第二參比液通過氧化-還原反應傳遞來的電離子變化作為標準電極2的電位輸出。本發(fā)明的測量電極同樣也可以采用與如3所示的標準電極相同的結構，在此不再贅述。藉于如圖3所示的這種電極結構，測量電極測量被測溶液以及標準電極測量第一參比液中的離子數變化時，都是通過PH敏感膜進行感測，然后通過第二參比液與電極導體進行電位傳遞，實質上是利用液-液之間的電離子傳遞進行測量，相對于傳統(tǒng)的PH/ORP傳感器利用固-液間的電離子傳遞方式，在測量過程中節(jié)省了化學反應所需的時間，因此測量中很快就能達到電化學平衡，大大降低了溫度變化對測量響應速度的影響，可以及時準確的反映出被測溶液的PH/ORP值。基于對被測溶液溫度變化的響應速度，申請人通過試驗證明本發(fā)明PH/ORP傳感器相對于傳統(tǒng)PH/ORP傳感器的優(yōu)勢：a.溫度上升：先將本發(fā)明PH/ORP傳感器和常規(guī)的Ag/AgCI系統(tǒng)PH/ORP傳感器從25℃的PH4.01緩沖溶液中取出，放入75℃的PH4.13緩沖溶液中。本發(fā)明PH/ORP傳感器在瞬間可達到理論值75℃中PH4.13，而常規(guī)的PH/ORP傳感器需要在第五分鐘才能接近理論值。b.溫度下降：再將以上兩傳感器放回到25℃的4.01緩沖溶液中，本發(fā)明PH/ORP傳感器在30秒內達到PH4.01，而常規(guī)PH的PH/ORP傳感器得到不準確讀數。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本申請技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本申請技術方案內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。