一、概述
PH的定义：
pH = - log aH+
aH+ =氢离子活度 (H+离子浓度)
酸性/中性/碱性：
水溶液中，水的平衡样式总是存在的: H2O <=> H+ + OH-
中性 : [H+] = [OH-] = 10-7 M
pH = 7
酸性 : [H+] > [OH-]
pH < 7
碱性 : [H+] < [OH-]
pH > 7
理论上的纯水PH=7，[H+] = [OH-] = 10-7 M；其中不能存在其它的离子，[H+] 与 [OH-] 成稳定性的网状布置，离子态稳定而且几乎处于静止状态； 而是真实现实世界里面，不含任何其它离子的纯水是不存在的，水是万能溶剂，能溶解大多数的离子；在需要使用纯水的场合下，纯水需要人工制备；
为了制备出尽量纯净的水，人类发明了各种纯水制备装置，用于制备不同规格的纯水用于不用的生产过程或者商业用途，或者饮用。
而且为了验证所产出水质是否满足要求，PH值是其中最重要的一个指标，为了测量PH，必须要使用某种传感器将这种化学特性转变为电信号，用于定量计量PH；这种传感器就是：玻璃感应膜（溶液中的H+/OH-离子在膜表面达到平衡，玻璃膜内部对应产生电信号）；
当溶液中H+/OH-离子和玻璃膜平衡稳定后，在传感器内部产生对应的电势差（电压），通过测量电势差反算出PH值（算法是能斯特方程）;
其中对PH影响最直接的就是测量得到电势差信号是否能真正的反应水中的H+离子浓度；
1） 对于普通水：水中除了H+/OH-离子，还有Ca/Mg/K+/PO4-等多种+/-离子，各价离子不是静止的，而是始终运动的，由于离子碰撞，H+/OH-离子在玻璃膜表面达到平衡的时间会比较短/而且，玻璃膜和水样接触面能很快反应实际水样的状态；而对于不同温度/压力下，水溶液中的离子运动速度是不一样的，也就是玻璃膜达到的平衡时间是不通的，直接的结果是测量到的电势差不同，根据温度不同，测得的pH不同，我们需要对PH进行动态补偿。
2）对于纯水PH测量：真实情况是样品中只存在H+/OH-离子及少部分特定离子，由于水中离子比较少，+/-离子呈相对稳定状态，少量高价离子的碰撞，对纯水中H+/OH-的碰撞会力不从心，而导致玻璃膜表面平衡需要更加长的时间，而且测量到的电势差信号很弱，需要高阻抗的输入电路在进行测量/而且任何外部的干扰信号（流动点位/电位漂移）会导致测量数据的波动；所以纯水pH测量需要特定的电极及温度补偿算法，及小电流/高抗干扰输入电路处理；在流程工业中，格外对于火力/核电/燃机发电厂为了防腐蚀及热力管路积盐，需要根据工艺需要，进行特定添加物添加以保护热力管道及主设备（由于系统高温/高压运行，任何换热设备/输送管道破损都将导致生产过程停机/造成生产终止），如何得到真正的过程水质的PH值及其它水质参数指标，如何得到真正的纯水PH值变得很有挑战性。
对于流程工业或者纯水制备车间，如果想要完整的对纯水制备/运行/循环过程中的pH值实现过程检测，保证数据可靠性，必须配备如下设备：
1、合适的在线pH测量系统；
2、各种标准物质/符合标准的及存储条件，保质期内的缓冲溶液；
3、计量传递用的各种形式的标准表：台式PH或者便携式纯水PH分析仪
4、完整的取样/测量校准/可追溯的计量验证体系；
二、纯水PH测量现状
针对于纯水PH测量，不同的分析仪表制造商，在其销售的产品中，都有特定的纯水PH分析仪表版本；而在现场，我们发现往往安装的不一定是纯水pH测量系统版本；而且缺乏现场仪表在线验证/校准的技术手段；
纯水pH分析仪表典型的硬件配置如下：
1）纯水pH电极（电导率<5us/cm以下的水适用的真正的纯水电极/复合电极或者分体式电极：参比/测量一体为2复合，分开为分体式电极，再将温度做在一起为三复合）；
2）纯水pH电极专用流通池（一般是金属的，用于样品静电处理/接地/控制流量/特定流路防止流动电位等一些针对纯水的特殊设计）；
3）PH电缆：纯水pH电缆都是特制的：带Liquid Earth液位地/屏蔽/低阻抗干扰柔性电缆/一体式或者分体式等专用电缆；
4）变送器（纯水pH软件/软件设置菜单可选）：进口pH表都符合ASTM/vgb/各个国家国家纯水测量标准/企业标准专用软件；
那么目前的现场在线PH表使用现状是：
1） 现场pH表测量数据和取样后实验室测量pH值不一致；
2） 现场pH表测量数据与运行人员理论值不一致；
3）现场PH表校准后，放入过程中，测量数据和实验室数据偏小；
4）仪表校准后，测量数据不正确；
5）测量数据波动不稳定/测量数据不变化&变化不迅速，和工艺变化不一致；
6）现场只配置了纯水在线PH表，台式表是通用的PH表，没有配置便携式纯水分析仪表/现场验证或者校准；现场校准方法是使用标液在现场进行2点校准（国标法）/校准后将电极放回测量过程（只能做到这个程度）；然而校准后，现场仪表和实验室仪表数据对不上；
三、原因
存在目前使用过程中的问题原因在于：
1、工业现场对PH检测没有形成标准传递体系
2、纯水校准及比对的方式不合理：需要遵循特定行业校准标准DL/Txxxx
3、使用了不适合纯水pH测量的仪表或者部件；
4、使用了不合格的标液：*需要使用pH缓冲液/符合标准的而不是使用配置存放过期的粉剂
5、校准后放入纯水中，没有选择对应的温度补偿曲线；
等等！
四、解决方法
针对于使用现状及原因，处理方法如下：
1、建立完整的可追溯的标准体系：不单单是pH,其它的热工类/电气类/化学分析类都要建立标准体系；体系是维持的基础；
2、有专业技术人员对仪表进行维护及定期保养，评估仪表状况（不同测点使用对应特定测量系统）；
3、检查设备应用实际情况：针对于纯水pH测量，使用真的pH纯水分析仪；
4、检查仪表状况，更换过期/有缺陷的部件；
5、选择保质期内/合格的buffer solution/没有过期的标液；
6、配备可溯源的便携式纯水标准表，仪表通过上级计量单位定期计量，现场直接验证/校准在线仪表；
7、根据工艺情况/选择合适的温度补偿曲线；
*需要具体的解决方案，请联系我公司：sales@bjdelphi.cn
