pH值检测与工业、农业、医学、环境、科学研究等领域密切相关,其研究也备受国内外关注。在染整行业,pH监控是染色工艺过程中一个重要的环节,遗憾的是当前普遍使用的检测传感器pH玻璃电极存在的一些不足,使其并不适用于染色过程复杂的染液环境的pH检测,因此寻找一种有效的解决方案,具有重要的价值和现实意义。为此,本文提出了一种基于中性载体三正十二胺PVC膜pH电极染液pH检测系统。首先从PVC膜pH电极结构原理出发,运用电化学原理,提出pH电极制备方法及优化方案,旨在克服当前染色过程染液pH检测所使用的传统pH玻璃电极对染液pH检测反应迟缓、长期稳定性差、不耐腐蚀、易破碎以及不易维护等缺陷。其次,结合自主研制的pH电极的特性,开发设计pH检测软硬件系统。针对中性载体三正十二胺的PVC膜pH电极稳定性欠佳、响应时间长的缺点,本课题研究了电极功能结构以及各结构对性能影响关系,提出以丝网印刷碳糊电极为基底,采用恒电位法电聚合制备固态导电聚合物PEDOT(PSS)层作为固态电解质,探讨聚合方法、聚合电位、聚合电量对响应时间、稳定性的影响规律,制备并优化得到具有高氧化还原电容及导电性良好的PEDOT薄膜;手动滴涂含中性粒氢离子载体、以聚氯乙烯为支撑体的敏感膜,制备全固态平板型pH电极,并通过大量实验研究敏感膜厚对电极性能影响并得到优化的膜厚度。在不同的pH溶液中使用开路电动势法测试pH电极性能,研究表明,经固态电解质及敏感膜厚优化的电极灵敏度为-55.7±0.5mV/pH(r2>0.9980)(24±1℃),稳定性、响应速度等方面较以往基于三正十二胺的pH电极有了较大提升。相较传统的主流工业用pH玻璃电极,本文所设计中性载体PVC膜pH电极在普通水溶液中的测量精度、检测范围上虽有所欠缺,但已足够满足染色过程pH检测的要求;此外电极制备简易、维护成本低、易于微型化、不易破碎、更耐高温、抗腐蚀性强等特性,在染色过程检测应用较玻璃pH电极更有优势。针对阻抗匹配问题,采用高阻抗低失调电压ADA4505-2设计了电压跟随器以保证信号完整性;针对pH高阻抗信号易受测量环境因素的干扰,选用高精度低失调电压运放芯片OPA335并设计了一阶、二阶低通滤波电路;为避免信号干扰,设计并实现了限幅消抖软滤波算法;针对温度对pH检测的影响,本文设计了温度检测电路以及温度补偿算法设计,提高pH换算准确性。结合中性载体pH电极,该检测软硬件系统在染液pH检测过程中表现出快速响应特性以及良好的稳定性,通过与以玻璃电极为传感器的PHS-3C酸度计对比实验证明了本文设计系统在染液pH检测中的可靠性。