简述PH计（PH仪表）定义与使用

一、PH计含义：

PH控制器隶属仪器仪表范畴，顾名思义就是能够控制水或水溶液的PH值（酸碱度）的设备~

PH控制器，起作用首先是一个PH监测仪，可以检测出水的PH值~

PH控制器，还是一个自动控制设备，当水的PH值偏离我们设定之外时，可以控制其它设备去改变PH值，从而使PH值能够稳定在我们需要的范围内~

二、PH探头（电极）测试原理

测量PH值的方法主要有化学分析法、试纸比对法、电位分析法。PH控制器采用的是电位分析法进行监测~

PH探头是由2个电极组合而成：指示电极和参比电极

指示电极是一个对PH敏感的特殊材料制成的“玻璃泡”，内部装有含饱和氯化银的3MOL/L氯化钾缓冲液。参比电极为一根镀有银-氯化银的电极，位于“玻璃泡”内部，浸在缓冲液中。

该组合电极仅对氢离子有敏感作用，当它浸入被测溶液内，则被测溶液中氢离子与电极球泡表面水化层进行离子交换，形成一电位。球泡内层也同有电位存在。因此球泡内外产生一电位差，此电位差随外层氢离子浓度的变化而改变。由于电极内部的溶液氢离子浓度不变，所以只要测出此电位差就可知被测溶液的pH值。

将这两个电极之间的直流电压进行放大并进行适当的转换矫正，再送入到一个数字电压表中，即可显示PH值了~

这种PH探头对于纯水难以测准PH值，这是由于纯水中离子含量几乎为零，难以测量其电势。

不过好在我们的草缸中并不会缺乏导电离子~

三、用PH控制器控制水的PH值

我们知道，向水中施加CO2会导致水的PH值降低，而CO2正是水草生长所需要的。PH控制器本身可以通过很多方法控制PH值，比如说通过控制电磁阀施加酸、碱溶液等等，所以PH控制器实际上并不是专门为水草养殖而设计的仪器，并且应用最多的是化工厂、制药厂、化学实验室等地方。之所以我们会用到PH控制器，完全是因为CO2对水的PH值的影响~

PH控制器带有一个可控的继电器输出，当PH值高于某个数值时，该输出端即提供220V电压，可以将CO2系统的电磁阀打开，向水中注入CO2，从而使得PH下降。当PH值下降到某一数值时，该继电器断开，220V电压消失，电磁阀关闭，CO2停止注入~如此反复，可以使水的PH值稳定在一定范围之内~

四、为什么要使用PH控制器

我们使用PH控制器，最主要的原因其实并不是为了稳定PH值，那只是个“副产品”，真正的原因是为了稳定水中CO2的浓度~

我们知道，当水的硬度固定以后，水的PH值与CO2浓度有着一定的对应关系，CO2浓度越高，PH值越低~

在没有干扰离子的情况下，我们可以通过测量PH值、KH值来确定CO2浓度，那么，如果我们要使水中保持一定的CO2浓度，只要用PH控制器稳定住水的PH值就可以了~

水草的光合作用效能与水中的CO2浓度有很大关系，如果CO2浓度过低，会对光合作用产生强烈的抑制作用，严重时，会导致水草的死亡。

当然，PH控制器并不是唯一的保持CO2浓度的办法，还有很多人工方法可以使用。但是不可否认的是，这是一种最方便轻松的方法，并且是最稳定的方法。由于对PH的稳定效果最理想，因此对于一些高难度水草来说，无疑是提高了这些水草的成活率~

五、PH控制器工作流程

PH控制器的流程见下图：

PH控制器在电气上的原理是非常简单的，其控制流程是检测-比较-输出，形成一个封闭的负反馈循环~

该原理图仅仅是一种“逻辑化”的原理，实际的PH控制器既可以用模拟元器件来完成这些功能，也可以采用数字电路（DSP）来完成~

其中的“窗口比较器”是一种比较常用的用于自动控制的信号比较器，它的特点是信号在一定的范围之内不动作，可以防止控制器在设定值范围内反复动作（频繁开闭），从而造成被控设备（电磁阀）的过早老化失效~