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設計合理的電壓表中有電子電路，接收來自離子選擇性電極的電壓，并將其轉換為ppm值進行顯示。更具體地說，該電路將特定離子電極的電壓與參比電極產生的電壓進行比較，并在離子濃度計上以ppm值顯示差異。

離子選擇性電極有許多形狀和長度可供選擇，以適應各種不同的應用。通常情況下，傳感電極有嵌入特定離子敏感材料的平板膜。該膜與連接到電極引線的內部電極導體元件接觸，該電極引線與離子濃度計相連。離子選擇性電極產生的電壓是離子敏感膜的函數。電極的響應可以描述為在離子敏感膜的內部和外部之間產生的電壓。離子敏感膜的組成將決定電極的響應時間及其對其他離子的敏感度。

離子選擇性電極膜是一個半電池，并且需配套參比電極一起工作。參比電極半電池由非導體和液接界組成，該液接界保持內部電解質和外部被測液體樣品之間相接觸。浸入內部電解質中的內部電極導體元件（Ag-AgCl）與電極引線相連，后者與離子濃度計相連。好的參比電極會產生非常穩定的輸出電壓。例如，基于銀/氯化銀的參比系統是最常見的參比電極系統之一。

該參比系統由電鍍氯化銀或浸在氯化銀漿中的銀線組成。將這根Ag/AgCl絲浸入含氯化銀的飽和溶液中。飽和KCl和被測樣品溶液之間是通過液接界（不受樣品成分影響的多孔陶瓷砂芯）接觸進行的。如果存在KCl干擾樣品，在液接界有可能產生沉淀而堵塞鹽橋。或者如果KCl與樣品不混溶，則內部填充液不應含有KCl，可以使用外鹽橋參比液不含KCl的雙鹽橋電極，或使用改良填充液。例如，可以使用硝酸鉀作為外參比填充液電極。許多其他的外參比填充液是已知的。雙鹽橋結構配置還隔離了銀離子與樣品溶液的直接接觸，降低了樣品污染的可能性。

復合離子選擇性電極的優勢在于它們通常比一對單獨的半電池電極便宜，且其幾何形狀更為緊湊，以便我們能夠在更小體積的樣品中使用它們。

第一組離子選擇性電極是氣敏膜型，包括氨、二氧化碳和氮氧化物電極。氣敏傳感器的透氣膜將樣品與特殊的內部填充液分開。氣體擴散穿過膜，與溶液發生反應，導致溶液pH值發生變化。pH值的變化通過內部pH元件進行測量，并與氣體濃度相對應。

第二組離子選擇性電極是聚氯乙烯（PVC）膜型，其內部填充液與PVC膜接觸。電極響應是由于存在ISE交換材料嵌入PVC膜中。某些離子交換劑對某些離子有選擇性。該組離子選擇性電極包括銨、鈣、氟硼酸鹽、硝酸鹽、高氯酸鹽、鉀、表面活性劑和水硬度離子選擇性電極。

第三組離子選擇性電極是固態膜型，其固體顆粒作為連接到接觸線的傳感膜。沒有內部填充液，膜顆粒實際上是不溶的。顆粒成分決定了毫伏對離子的響應。該組離子選擇性電極包括溴化物、鎘、氯化物、銅、碘化物、鉛、銀和硫化物離子選擇性電極。

最后一組離子選擇性電極是玻璃/晶體膜型，其內部填充液與玻璃/晶體膜接觸。玻璃/晶體的化學成分使其對特定離子產生反應，產生一定的毫伏電勢。這種類型中最易識別和常用的離子選擇性電極是氟化物電極。鈉離子選擇性電極也屬于這一類。