[发明专利]用于检测溶液的PH值的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及PH值检测的领域，更特别地，涉及检测PH值的PH值检测设备和方法。

背景技术

PH是用于描绘溶液的化学属性的特征的最重要参数之一。目前，玻璃电极是用于检测溶液的PH值的被最广泛使用的传感器。在一些特殊情况下，例如在体内应用中，要求PH传感器能够被微型化，然而，由于玻璃的易脆性，例如玻璃电极这样的PH传感器的微型化是受限制的。此外，在一些腐蚀环境中，例如在氢氟酸溶液中，玻璃电极不对PH检测进行正确响应。

玻璃电极在工业应用中是受限制的，并且由于潜在的安全问题（玻璃的易脆性）、专业的维护要求以及短寿命等，将它集成到家用器具中同样是非常困难的。

另一方面，玻璃电极在现有技术中常常被用作工作电极，并且被与参比电极（例如，Ag/AgCl，饱和甘汞电极）一起协作使用。因为甘汞以及诸如此类是有毒的并且污染环境，所以最好避免使用饱和甘汞电极。此外，参比电极的使用也导致由玻璃电极和参比电极组成的电极对的高成本和困难维护。

因此，在本领域中存在对解决以上技术问题的迫切需要。

发明内容

因此，本发明提供了一种改进的PH值检测方案，其能够解决或至少消除在现有技术中存在的缺陷的部分。

根据本发明的第一方面，提供了一种PH值检测设备，所述PH值检测设备可以包括：

第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极将被插入到溶液中；

电源，其用于将双极性矩形电位脉冲信号应用到第一电极和第二电极；

电流检测装置，其被连接在第一电极和第二电极之间以用于检测流经第一电极和第二电极的电流I；

计算单元，其用于基于所检测到的电流I来计算溶液的PH值。

在本发明的实施例中，第一电极可以包括过渡金属/过渡金属氧化物电极，并且第二电极可以包括惰性电极。过渡金属/过渡金属氧化物电极可以从例如Ag/Ag₂O电极、W/WO₃电极、Mn/MnO电极或Ir/IrO₂电极中选择，并且惰性电极可以从例如Cu电极、Pt电极、Au电极或不锈钢电极中选择。优选地，过渡金属/过渡金属氧化物电极是Ag/Ag₂O电极，以及惰性电极是不锈钢电极。

在本发明的另外的实施例中，本发明的PH值检测设备可以包括用于预存使电流I和PH值相关的函数的存储单元。替换地，存储单元预存使电流I和PH值相关的多个函数，每个函数被与要被检测的溶液的类型相关联。

替换地，PH值检测设备可以进一步包括用户接口，其用于接收反映要被检测的溶液的类型的数据以用于从所述多个函数中选择函数。

替换地，计算单元可以根据所检测到的电流I和预存的函数来计算要被检测的溶液的PH值。

根据本发明的第二方面，提供了一种检测PH值的方法，所述方法可以包括：

将双极性矩形电位脉冲信号应用到被插入溶液的第一电极和第二电极；

检测流经第一电极和第二电极的电流I；以及

基于所检测到的电流I计算溶液的PH值。

在本发明的实施例中，第一电极可以包括过渡金属/过渡金属氧化物电极，并且第二电极可以包括惰性电极。过渡金属/过渡金属氧化物电极可以从例如Ag/Ag₂O电极、W/WO₃电极、Mn/MnO电极或Ir/IrO₂电极中选择，并且惰性电极可以从例如Cu电极、Pt电极、Au电极或不锈钢电极中选择。

在本发明的另外的实施例中，根据本发明的检测PH值的方法可以进一步包括预存使电流I和PH值相关的函数。替换地，使电流I和PH值相关的多个函数可以被预存，每个函数被与要被检测的溶液的类型相关联。

替换地，根据本发明的检测PH值的方法可以进一步包括从用户接口接收反映要被检测的溶液的类型的数据以用于从所述多个函数中选择函数。

替换地，根据本发明的用于检测PH值的方法可以进一步包括基于所检测到的电流I和预存的函数来计算要被检测的溶液的PH值。