水質在線監測儀的核心在于傳感器/電極，其性能的準確性和穩定性直接關系到工藝控制、合規申報以及環境安全。電極的劣化可能導致誤報警、漏報或長期漂移，進而增加實驗室核查的頻次、引發監管風險或造成不必要的處理費用。因此，建立一套標準化的判定、清洗與更換流程，是保障監測體系長期可信性的基礎性工作。

產物細節直接判定更換的關鍵指征

以下是現場可快速判斷是否需要更換電極的主要指征，按嚴重性從高到低排列：

校準無法通過或多次校準不穩定：例如，pH 電極在 25°C 時的理論斜率約為 59.16 mV/pH，常規可接受范圍為 90–105%（即約 53–62 mV/pH）。若斜率持續低于約 50 mV/pH 或高于約 65 mV/pH，且清洗/再生無效，則應更換。

響應時間嚴重變慢或不穩定：電極達到穩定值所需時間（t90）顯著延長（通常超過正常值的 2–3 倍），且清洗后仍未恢復。

長期漂移明顯且不可控：例如，pH 在短時間內連續漂移且每天漂移量超過 0.05 pH 單位，或電導率/溶解氧（DO）讀數隨時間緩慢偏移且無法通過校準校正。

物理損壞或不可修復的老化：例如，玻璃膜裂紋、膜片有永久劃傷、參比孔堵塞且無法通透、密封圈或接頭嚴重腐蝕。

參比系統失效：參比電極填充液耗盡或污染，導致參比電位波動，儀器顯示參比噪聲或異常。

廠商建議壽命到期且性能下降明顯：即使未出現明顯故障，若已達到常規使用壽命且現場環境惡劣，優先更換可以避免突發性失效。

現場逐步排查與判定流程

按照以下有序步驟逐步排查，盡量在每一步記錄關鍵數值與處理結果，作為后續判斷依據。

目視與安裝檢查

先斷電并目視檢查電極表面、膜、密封圈、接頭與線纜。確認是否有明顯結垢、生物膜、油脂或氣泡附著。

確認流速、取樣口濾網與安裝方向正確，避免因安裝問題導致的響應不良。

基礎清洗與再生

針對可見污垢先進行物理或化學清洗；清洗后徹底沖洗并按廠商推薦進行預潤濕或再水化處理，再次校準。

標準溶液/空氣校準驗證

使用新鮮標準緩沖液或標準電導溶液、空氣飽和水對 DO 進行校準。記錄校準斜率、截距、殘差、t90 等參數。

性能參數記錄

在不同時間段記錄初始讀數、穩定讀數、遲90、漂移速率。將這些數據與歷史正常值或同型號電極的參考值進行比對。

電氣與連接檢查

核查接線端子、接頭、防水密封及接地情況。若懷疑電纜或接口問題，應先更換線纜或接頭再判斷是否為電極本體問題。

現場與實驗室對比

若現場仍無法判斷，采集并送實驗室做離線分析。對比在線讀數與實驗室結果，分析誤差來源。

最終判定

若清洗、修復、接頭更換和再校準均無效，則判定為需要更換電極；若故障由安裝、流速或電纜造成，則按相應修復措施處理。

針對不同電極的清洗與再生方法

在使用任何化學清洗劑前，請確認其與電極材料兼容，佩戴合適的防護裝備，并遵循安全操作規程。

pH/ORP 電極

輕度污染（油膜、表面雜質）：先用去離子水沖洗，再用中性洗滌劑輕刷或浸泡 5–10 分鐘，然后大量去離子水沖洗。

無機結垢（如碳酸鹽類）：短時間浸泡于 0.05–0.1 M 稀鹽酸或廠商推薦除垢劑，視結垢厚度控制時間，隨后徹底沖洗。避免強酸長期浸泡以免損傷玻璃膜或密封。

有機物/蛋白質：使用酶清洗劑或低濃度過氧化氫（嚴格按說明）處理，必要時重復清洗并徹底沖洗。

參比孔堵塞：使用參比電解液或去離子水小流沖洗參比孔，若參比填充液污染嚴重需更換填充液或更換參比單元。

干燥再生：電極若長時間干燥，放入專用保存液或濕潤介質中再水化 6 小時至 24 小時，視廠商要求決定時間。

電導電極（兩極或四極）

機械污垢或生物膜：采用軟刷或低功率超聲清洗去除附件污物，之后用去離子水沖洗。

油污或有機沉積：使用中性洗滌劑或異丙醇擦拭，避免使用腐蝕性強的溶劑直接接觸電極材料。

校準與電極常數：清洗后用標準電導溶液重新校準并記錄電極常數（cell constant），若常數變化超出合理范圍，考慮更換電極。

溶解氧探頭

膜式探頭：檢查膜的完整性、平滑度與是否起皺。若膜片有劃痕或微孔，應更換膜片并補充或更換電解液。安裝新膜前確認密封圈完好。

極譜/耗極式：若更換膜和補液無效，可能是內部電極耗盡或電極反應表面失活，需要更換電極組件。

氣泡問題：確保取樣口無氣泡并有穩定流速。若常見氣泡問題，調整采樣位置或增加濾網/排氣裝置以防止氣泡附著在膜面。

離子選擇性電極

遵循廠商預潤濕步驟（多數需要在內溶液中靜置數小時至數天），定期補充或更換內溶液，避免干存。對膜退化或響應降低的情況，通常需更換膜或整支電極。

直接更換的情形與緊急處理

優先立即更換的情況包括但不限于：

電極表面出現不可修復的裂紋、破損、長時間無法恢復的膜損壞；

參比電極長期參比電位不穩且無法通過填充液或沖洗恢復；

在法規合規監測點發現數據異常并影響合規判定時，為避免誤判或罰款應立即更換以保證數據可靠；

廠家建議壽命已到且現場環境導致高風險故障（強腐蝕、高濁度、高有機負荷等）。

緊急處理要點：暫時切換至備用電極或并聯儀器、立即采樣送實驗室并做好記錄、通知維護負責人并安排更換。

建議更換周期與影響因素

更換周期并非一刀切，應結合電極類型、現場工況和歷史性能來決定。下列為建議范圍及影響因素說明：

pH/ORP 電極：建議 6–24 個月更換一次。現場若存在高泥沙、高溫、強有機物或頻繁干燥/暴露情形，應縮短更換周期。pH 電極玻璃膜和參比系統是主要耗損點。

電導電極：建議 1–3 年。影響因素包括結垢速率、化學腐蝕、機械磨損與安裝保護（是否配有防護套或自動清洗裝置）。

DO 探頭膜片：膜片通常是消耗品，建議每月檢查并按需更換，常見做法是按季度或更密集頻率更換膜片；探頭主體壽命通常 1–2 年。

離子選擇性電極：建議 6–24 個月更換，具體取決于被測離子的化學性質、樣品基質和膜穩定性。

環境與工況：強酸/強堿、氯化物高、有機溶劑或海水環境會顯著縮短電極壽命；高濁度場景會加速污染和結垢。

最佳實踐是建立“基于性能的更換策略”：即以實際校準斜率、漂移速率與現場巡檢數據為依據，而非單純按時間更換，從而在保證可靠性的同時降低成本。

更換操作步驟與替換后驗證流程

準備與記錄：更換前記錄設備編號、當前故障現象、最后一次校準數據和運行日志。準備必要工具、保存液、備件和防護用品。

停機與安全操作：按現場規程停機、斷電并關閉取樣閥門。確認周圍環境安全。

拆卸舊電極并檢查：小心拆下舊電極，目視記錄舊件外觀（可拍照），觀察膜、密封、填充液情況并寫出簡要描述，便于壽命分析。

預處理新電極：按廠商要求對新電極進行預濕、填充內溶液或預潤濕步驟（例如某些離子電極需要在特定溶液中預潤濕數小時）。若無廠商說明，使用與電極類型兼容的保存液或緩沖液進行預潤濕。

安裝并固定：按原位置正確安裝，確保密封圈、卡位和接線牢固，避免泄漏或松動導致誤差。

初步檢查：通電并觀察儀器自檢信息，確認通訊與診斷參數均正常。

完整校準：進行至少兩點校準（pH）或多點校準（電導），DO 做空氣飽和點與零點（如適用）校正，記錄斜率、截距、殘差、溫度和環境條件。

比對驗證：用標準樣或并行采樣送實驗室對比，建議在更換后 1–3 天內做一次短時復核，并在 1 周內觀察穩定性。

歸檔記錄：將所有數據、照片和操作人員簽名存檔，更新維護日志與設備狀態。

持續跟蹤：在更換后 7–14 天內高頻采樣（例如每天記錄讀數）以確認新電極已進入穩定工作狀態。

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