FJA-6型氧化还原电位（ORP）去极化法全自动测定仪
►说明书◄
一 概 述
氧化还原电位（ORP）作为介质（包括土壤、天然水、培养基等）环境条件的一个综合性指标，已沿用很久，它表征介质氧化性或还原性的相对程度。长期以来氧化还原电位是采用铂电极直接测定法。即将铂电极和参比电极直接插入介质中来测定。但在测定弱平衡体系时，由于铂电极并非绝对的惰性，其表面可形成氧化膜或吸附其它物质。影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率，因此平衡电位的建立极为缓慢，在有的介质中需经几小时甚至一、二天, 而且测定误差甚大，通常40-100mV。如果充分考虑了铂电极的表面性质和电极电位建立的动力学过程，对复杂的介质，如果采用了去极化法测定氧化还原电位，可以在较短时间2分钟内得到较为精确的结果，通常小于10mV或更好。
FJA-6型氧化还原电位（ORP）去极 化法全自动测定仪除了采用去极化法测量氧化还原电位外，还能测量样品的pH值，为实际体系测量提供方便。
二 原 理
（一）pH和氧化还原电位测量
指示电极、参比电极和被测试液组成测量电池。当pH/pX值发生变化时，指示电极的电位随之变化，而参比电极的电位不变，它们符合能斯特方程中电位E与离子活度之间的关系。测量溶液pH值使用pH指示电极，它是测量pH的专用传感器。铂电极作为指示电极可以测量溶液的氧化还原电位。测量pH时，仪器根据两个标准溶液值及相应的电极电位值对pH电极进行校正。仪器外形如图所示。 （二）去极化法氧化还原电位测量
将极化电压调节到600或750mV,以银—氯化银电极作为辅助电极，铂电极接到电源的正端，阳极极化（极化时间10秒以上自由选择），接着切断极化电源（去极化时间在20秒
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以上自由选择），去极化时监测铂电极的电位（对甘汞电极）。内电极电位E（毫伏）和去极化时间的对数logt之间存在直线关系。以相同的方法进行阴极极化和随后的去极化监测。阳极去极化曲线与阴极去极化曲线的延长线的交点相当于平衡电位。二条曲线的方程为： E阳=a1+b1logt阳 E阴=a2+b2logt阴 求解此二直线方程可得到平衡电位公式 E=(a2b1-a1b2)/(b1-b2)
平衡电位加上该温度下参比电极的电位值，即可求出ORP值。
将有关两条去极化曲线的数据输入计算机，即可自动算出土壤的ORP值。但在人工测定过程中操作紧张，数学处理繁重。
FJA-6型氧化还原电位（ORP）去极化法全自动测定系统，上述极化、去极化、测量、计算的全部过程自动进行控制、测量和数据处理。仪器外形如照片所示。
(三) 主要技术指标与主要功能：
1、仪器可以在野外使用，也可在实验室使用。
2 、测量范围：pH: 0-14pH；最小读数为0.01pH；精度为0.02 pH 1个字; mV: 0-1999mV,最小读数1mV; 3 、pH测量输入阻抗11012欧。
４、可以在较短时间２分钟内得到较为精确的结果，通常配套测量小于10mV或更好。 ５、温度测量范围为-１0℃-+100℃；分辩率为0.1℃, 在室温下精度为±0.25℃,全量
程±0.75℃；
６、主要功能有
（1）、自动控制极化时间；（2）、自动控制去极化时间；（3）、自动采集数据；（4）、自动更换极性；（5）、自动温度补偿甘汞电极电位；（6）、自动进行数据处理。
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它不仅提高测定精度，而且提高了工作效率和减轻劳动强度。FJA-５型氧化还原电位（ORP）去极化法全自动测定系统是由电极部分（铂电极、饱和甘汞电极、银-氯化银电极与温度传感器）、小型硬件部件（下称仪器）、单片机和应用软件组成。可以在室内应用，也可以在野外应用；可以使用，也可以与PC机联用测量；可以单次测量，也可以进行循环数据采集。使用时，可以打印、保存测量结果，最多可以保存的结果数为400，所保存的测量结果可以上传给PC机。为测定ORP提供一种新仪器。
FJA-6型氧化还原电位（ORP）去极化法全自动测定仪电源是由8.4V锂电池供电，当液晶显示器上电量指示器显示电量不足时，可用随机附件充电器（有保护电路）充电．
三 使用方法
（一）、准备
如果要测量ORP，先将铂电极插头插入铂电极插座中，饱和甘汞电极（或银-氯化银电极）插头插入参比电极插座中，银-氯化银电极插头插入辅助电极插座中，温度传感器插头插入温度插座中；如果要测量pH，先将pH电极插头插入pH电极插座中。 在同一样品中,ORP和pH同时测量时,只能存在一支参比电极,否则影响测定结果,，如果测量ＰＨ电极为复合电极，则ＯＲＰ复合电极中的参比电极不要插入参比电极插座中。如果不测pＨ时，pH插座一定要用pH电极短路插头短路，否则不能正常工作．
在使用前必须先将ＯＲＰ复合电极在空中甩几下，使参比电极下端的空气泡到上部去，保证正常工作．并且所有传感器插入要测量的样品中。仪器插上电源（12V直流稳压电源）。如果联机使用，则需要用USB线将仪器与PC机（或手提机）连接起来。 （二）、单独使用 1、仪器启动
仪器插上电源后，仪器启动，液晶显示屏上显示主菜单：
Select method
1.ORP 2.pH (Default Mode): 3.ORP_D 4.pH_D
这时，如果选择“1”（按“1”键，下同）则进入氧化还原电位测量方法；如果选择“2”则进入pH测量方法；如果选择“3”则进入氧化还原电位测量方法的默认模式；如果选择“4”
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则进入pH测量方法的默认模式。“3”和“4”的默认模式的含义为下次开机，仪器自动进入本次选择的测量方法，直到回到主菜单并选择另外一个测量方法为止。具体各测量操作介绍如下。
2、氧化还原电位测量方法
进入氧化还原电位测量方法（方法选择中的“1”或“3”），液晶显示屏上显示菜单：
5.ORP Measure
6.Method Set 7.Memory Oper. 0.Quit
这时，如果选择“5”则进行氧化还原电位的测量；如果选择“6”则进入氧化还原电位的测量设置；如果选择“7”则进行测量结果存贮的操作。具体各测量操作介绍如下。 （1）氧化还原电位的测量设置
进入氧化还原电位的测量方法设置，液晶显示屏上出现以下提示：
Method Set:
Pol T(s):XX DePol T(s):XX 1.OK 2.CANCEL
其中，“XX”代表具体参数值。“Pol T(s)”为极化时间，单位为秒。“DePol T(s)”为去极化时间，单位为秒。正向和反向极化时间及去极化时间一样。可以通过按“”键删除光标“＿”前的一个数字，结合按数字键“0”到“9”修改这两个参数。这两个参数为1到9999整数。
当修改参数完毕或不需要修改时，按“”键让光标在第二到四行之间切换。
在第四行时，如果按“1”键，仪器则保存这两个参数（修改后的）值，进行下一步操作。如果按“2”键，仪器则放弃对这个参数的修改，进行下一步操作。不管选择“1”或“2”，显示屏出现如下提示：
Polarity:X Col Num: X del_T(s):XX 1.OK 2.CANCEL
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其中“XX”或“X”代表具体参数值。“Polarity”为正向极化电压极性，当它为“＋”时正向极化电压为正，当它为“－”时正向极化电压为负，反向极化电压极性与正向极化电压相反，可以通过按“－”键对正向极化电压极性进行切换。“Col Num”为正向去极化或反向去极化后采集电压的点数，为3到10的整数。“del_T(s)”为采集电压之间的时间间隔，单位为秒。以上参数的修改操作方法同上。选择“OK”或“CANCEL”。接着进行温度传感器的设置，液晶显示屏上出现以下提示：
T Sensor Set:
Inter.:XXXX Slope: XXXX
1.OK 2.CANCEL
其中“XXXX”代表具体参数值。“Inter.”为温度传感器的截距，“Slope”为温度传感器的斜率，它们为实数，最多7位。修改操作方法同上。 （2）氧化还原电位的测量
进入氧化还原电位的测量功能，仪器按以上设置先后自动进行温度测量、正向极化、正向去极化、正向过程的电位数据采集、反向极化、反向去极化、反向过程的电位数据采集。在以上过程中，第一行提示仪器测量进程，具体意义如下：
“F. Pol.:XX” 正向极化（“XX”为剩余时间，单位为秒，下同） “F. DePol.:XX” 正向去极化
“F. col.: XX” 正向过程的电位数据采集 “B. Pol.:XX” 反向极化 “B. DePol.:XX” 反向去极化
“B. col.: XX” 反向过程的电位数据采集
在第二行显示仪器测量的电压值，第三行显示当前正向或反向电位数据采集值，第四行显示温度测量结果。
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上述测量过程结束后，仪器进行数据处理，接着屏幕显示氧化还原电位测量结果，并出现以下提示：
1.Meas. 2.Prn. 3.Save 0.Exit
选择“1”则测量下一个样品，选择“2”则打印结果数据，选择“3”则保存结果数据（保存后，屏幕显示“Data saved. Hit any key to back.”，这时需要按任意键返回），选择“0”则退回主菜单。
（3）测量结果存贮的操作
进入氧化还原电位的测量结果存贮的操作，，液晶显示屏上出现以下提示：
1.Show data
2.Data length 3.Clear Memory 9.Back
这时，如果选择“1”则显示存贮的测量结果；如果选择“2”则显示存贮测量结果的数量；如果选择“3”则清除所有测量结果；如果选择“9”则返回上级菜单。具体各测量操作介绍如下。 A．显示存贮的测量结果
进入氧化还原电位的测量结果显示，如果没有存贮测量结果，则液晶显示：
No data saved.
Hit any key to back.
此时按任意键返回。
如果有存贮测量结果，液晶显示屏上显示格式如下：
No.:XX XXXC XXXXXmV 4.Next 5.Last 6.Select 0.Back
第一行为当前显示的结果号和样品测量温度，第二行为样品的氧化还原电位测量值。第三、四行为操作提示。按“4”则显示下一个结果，如果当前结果为最后一个，则在第二行显示：“No data next”。按“5”则显示上一个结果。按“6”则在第一行No.处编辑输入要显示的样品结果
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的存贮序号。按“0”则返回上级菜单。 B．显示存贮测量结果的数量
进入该功能，屏幕显示：
Data length: XX
Hit any key to back.
其中，XX为存贮结果的数量。按任意键返回。 C．清除所有测量结果
进入该功能，屏幕显示：
Memory Cleared. Hit any key to back.
此时按任意键返回。 3、pH测量方法
进入pH测量方法（方法选择中的“2”或“4”），液晶显示屏上显示菜单：
5.pH Measure
6.Correct & Set 7.Memory Oper. 0.Quit
这时，如果选择“5”则进行pH的测量；如果选择“6”则进入pH测量校正和设置；如果选择“7”则进行测量结果存贮的操作。具体各测量操作介绍如下。 （1）pH的测量校正和设置
进入pH的测量校正和设置，首先进行pH的测量校正，液晶显示屏上出现以下提示：
7.Correct pH1 8.Correct pH2 9.Quit
校正采用两点校正法，即用两个标准pH溶液对pH电极进行校正。这时，如果选择“7”则用第一个标准溶液进行校正；如果选择“8”则用第二个标准溶液进行校正；如果选择“9”
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返回。具体各测量操作介绍如下。
选择“7”进行校正时，屏幕显示：
Std. pH1:XXXX
E：XXXXmV 1.OK 2.CANCEL
第一行显示第一个标准溶液的pH值，可以按“”键切换至该行进行编辑。第二行显示的是pH电极采集的该标准溶液的电位值。在第四行，按“1”键，保存该pH值及相应的测量电位值，返回；按“2”键返回但不保存校正结果。对第二个标准溶液的校正方法类似于第一个标准溶液。
校正pH电极结束后，要对温度传感器进行设置，同氧化还原电位测量中的温度传感器
的设置。 （2）pH的测量
进入pH的测量，仪器如果发现没有校正，或校正参数不合理，液晶显示屏上出现以下提示：
Please correct pH electrode first. 0.Back
此时按“0”键返回。
如果可以测量，屏幕显示：
pH：XXXX T： XXXC 1.Save 9.Quit
第一行为测量的样品pH结果，第二行为测量的温度结果。此时按“1”键，保存当前测量结果到内存中，按“9”键返回。 （3）测量结果存贮的操作
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同氧化还原电位测量中的相应操作。 （三）、联机使用 1、安装软件
将应用软件光盘插入光驱中，进入“氧化还原电位去极化法自动测定”文件夹进行安装（本操作只适用于第一次使用时，以后就不需要再安装了）.具体操作是点击“SETUP.exe”,执行结束后再进入下一级文件夹“Driver”，运行“USBXpressInstaller.exe”。
安装结束后，有两个执行软件，一是“氧化还原电位去极化法自动测定”，二是“氧化还原电位、pH、温度自动测定”。前者只能单独进行氧化还原电位和温度的测量，或者pH和温度的测量；后者能同时进行氧化还原电位、pH和温度的测量。分别介绍如下。 2、氧化还原电位去极化法自动测定软件
软件启动后，出现图1所示的对话框，选择测量方法。点击“去极化法氧化还原电位测量”或“pH、温度测量”选择不同的测量方法。点击“下一步”进入所选择的测量方法。 （1）去极化法氧化还原电位测量方法
如果选择该项目测量，需要按单独使用中的第1步“仪器启动”操作进行传感器的连接，并在随后进入的如图2所示的设置窗口中，按要求正确选择或设置：测量方式（如果选择“循环”测量方式，则还需要设置“循环测量间隔时间”）、温度传感器参数（斜
率和截距）、去极化法的测量参数（第一次极化极性、极化时间、去极化时间、采集点数、采集间隔时间），参比电极选择使用的是“Ag/AgCl电极”还是“饱和甘汞电极”。
单击“►”或选择菜单“功能”中的“测量”进入输入样品号窗口，如图3所示。输入样品号后，就自动测量和数据处理。如图4所示。
图1
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图2
选择菜单“功能”中的“读取数据”进入图5所示的对话框，可以读取仪器中保存的单独使用时的去极法氧化还原电位测量结果。在该对话框中可以从仪器中读入所保存的结果数据的数量（按“结果数据个数”栏中的“读取”按钮），以及提供三种方式读取仪器的结果数据。三种结果数据读取方式为：“单个”、“多个”和“全部”。选择其中一个读取方式，并填入合适的数据号，按“读取数据”栏中的“读取”按钮，软件自动从仪器中读入仪器中保存的样品结果测
图3 图4
量数据。
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图5
（2）pH、温度测量方法
如果选择该项目测量，需要按单独使用中的第1步“仪器启动”操作进行传感器的连接，并在随后进入的如图6所示的设置窗口中，按要求正确选择或设置：测量方式（如果选择“循环”测量方式，则还需要设置“循环测量间隔时间”）、温度传感器参数（斜率和截距）、pH测量校正。pH测量校正需要在相应的标样中填入其pH值，将pH传感器插入相应的标样中按相应的“采集电位”按钮，测量并显示其该标样在pH传感器上的电位值。可以点击“从文件调入”按钮从计算机中读入以前保存的校正数据，也可以点击“数据保存”按钮将当前的校正数据保存到文件中以备以后调用。
图6
单击“►”或选择菜单“功能”中的“测量”进入输入样品号窗口，如图3所示。输入样品号
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