玻璃pH传感器已广为人知，已经诞生100多年了——在100年的pH测量历史中，不得不提到INGOLD。INGOLD既是一个品牌名称，也是一位瑞士化学家Werner Ingold博士，他在1948年发明了复合pH传感器，开创了现代工业化pH测量先河。回顾INGOLD 70年的创新历程，就是工业化pH测量发展的历程。

在1948年之前，pH测量必须由两支电极完成，一支玻璃测量电极，一支参比电极。玻璃测量电极产生的信号强度由溶液的氢离子活度即酸碱程度所决定。参比电极不对样品溶液中的氢离子有任何反应，因此始终产生恒定的电位。两支电极之间的电位差表示了溶液中游离氢离子的含量，从而得出溶液的pH值。这种电化学pH测量原理一直延用至今。Ingold博士认为一个测量点需要安装两支电极，意味着开孔、安装、调试、维护等操作需要2次，信号电缆线、安装护套等配件需要2套，出现故障、物料泄漏等风险也会增加2倍。如果将两支电极做成一支整体的传感器，则操作运营成本、配件成本，和测量可靠性都将大大改进。凭借瑞士特有的精密加工技术，在1948年第一支复合pH传感器应运而生。

高阻抗pH计

复合传感器中的测量与参比部件具有与单独电极相同的功能，装有参比电解液的参比电极环绕着pH玻璃测量电极，唯一的差别在于它们被组合成为一支传感器，以方便安装、维护、使用。复合传感器设计是现代商业化应用的主要技术，分体式半电池已经基本退出市场。复合传感器系列产品具有专利玻璃敏感膜配方，使其耐受强酸/强碱，耐受高温蒸汽灭菌等恶劣环境，让INGOLD pH很快成为制药和化工企业必备工具。

INGOLD产品

在此基础上，1983年Ingold博士在德国首次成功开发了固体聚合物传感器，并申请了专利。电解液不再是液体，而是采用固体形式，称为XEROLYT。固体聚合物本身没有流动性，仅靠离子自身扩散，不易消耗，因此可以取消陶瓷隔膜结构，让电解液直接与被测物料接触。解决了原先传感器上的陶瓷隔膜容易被细小颗粒等污染物堵塞，造成电解液无法通畅渗透，测量发生波动的问题。但是，早期的固体聚合物pH也受到一定限制，测量精度较低，容易受到背景离子强度高的介质影响，甚至缩短使用寿命。这一缺点逐渐在2002年具有XEROLYT Plus电解液的InPro 4250和2010年具有XEROLYT Extra 电解液的InPro 4260得到彻底解决。固体聚合物传感器在化工领域具有很好的通用性，适合于在高颗粒，高污染等恶劣条件，在大大减少了维护保养费用的同时，具有校准周期长、可靠性高、使用寿命长等特点。

Ingold博士又在1986年成功研发了预加压凝胶pH传感器。电解液采用3 mol/L氯化钾和甲基纤维素等成分，凝胶电解液增加了电解液粘度，液体渗透速度减少100倍，因此不再需要频繁填充电解液，也取消了传感器杆上电解液填充口。传感器出厂时预先加压，确保在有效期内维持正压，所以称为预加压凝胶pH传感器。这种技术减少了早期复合传感器需要频繁填充电解液，手动加压等维护工作，同时保证了测量精度和响应速度。

1989年，INGOLD加入梅特勒-托利多公司，成立了现在的过程分析部，过程分析创新的脚步并未停歇。1993年，梅特勒-托利多首次研发成功了集成温度测量功能的工业pH计，InPro 4500系列。复合传感器中内置了温度探头称为三合一pH传感器，在测量pH的同时测量溶液温度值。温度会影响溶液氢离子的活度，也会影响电化学测量公式的参数，因此不测量温度所得到的pH并不精确。三合一传感器能自动考虑温度变化，计算pH时带入实际的温度值，得到当前温度下最为精确的pH。这一新功能称为自动温度补偿，在工业场合尤其具有价值。因为工业场合温度往往高于室温，室温下做的校准无法确保实际工艺温度下pH值测量的意义。自动温度补偿可以实现室温校准，在其他温度下测量，传感器自动补偿温度带来的误差，得到最为精确的pH值。

由于来自生物技术领域的新需求，2004年，梅特勒-托利多又推出了预加压液体传感器InPro 3250系列。原本的预加压凝胶传感器中可能含有抑制微生物、细胞生长的成分，因此无法满足部分高要求应用。预加压液体传感器中的电解液符合UPS 26， Chapter 27的生物兼容性要求，对微生物、细胞没有任何负面影响。同时液体电解液本身具有的响应速度快，测量精确等特点也得以延续。

特点对比

智能数字传感器

2005年，梅特勒-托利多带来了另一大创新-智能传感器管理技术(ISM)。ISM在传感器中装有微处理器，能把测量模拟信号转为数字信号，除此之外微处理器还能实时采集传感器自身玻璃膜阻抗和参比隔膜阻抗变化，进而结合校准结果与数十年的经验为用户提供剩余使用寿命和校准提示等智能化诊断信息。ISM帮助用户高效使用传感器，设备产出最大化，合理管理传感器。智能化技术是pH测量的又一次创新，在精确pH测量的基础上加上诊断和预测，是实现智能制造和智能工厂的利器。

经过70年的发展，除pH之外，INGOLD和梅特勒-托利多还开发了溶解氧、溶解二氧化碳、激光气体分析仪等独具创新的分析技术。近些年来开发的光学溶解氧、不易破碎的pH，和琳琅满目的气体分析仪，无不获得市场的青睐。过程分析经历了由繁到简，由大至小，由模拟至智能，梅特勒-托利多创新从未止步，让我们期待更多测量技术的突破!