玻璃电极是pH计的"感知器官"，负责捕捉溶液中的氢离子信息。其核心部件是一层厚度仅0.05-0.1毫米的特殊玻璃膜，这层膜对氢离子具有高度选择性。当玻璃膜浸入待测溶液时，膜内外氢离子浓度差异会产生膜电位，这个电位差与溶液pH值呈对数关系。玻璃电极内部填充固定pH值的缓冲液，并装有银-氯化银内参比电极，形成稳定的电位基准。玻璃电极的响应特性决定了pH计的测量精度和范围，其斜率通常在59.16mV/pH左右，可分辨0.005pH单位的微小变化。
水电极(参比电极)则扮演"稳定基准"的角色。它通常采用银-氯化银或甘汞电极结构，内部填充饱和kcl溶液，通过陶瓷液接界与待测溶液缓慢接触。参比电极的关键任务是提供一个恒定不变的电位，作为测量系统的参考零点。无论溶液pH如何变化，参比电极的电位始终保持稳定，这使得玻璃电极的膜电位变化能够被准确捕捉。参比电极的稳定性直接影响测量结果的可靠性，因此需要定期补充参比液，保持液面高于样品液面，防止样品倒灌污染。
在防水型pH计中，这两种电极被巧妙集成在复合电极结构中。玻璃电极位于探头，直接接触待测溶液；参比电极则通过液接界与溶液形成离子通路。当探头浸入水中时，玻璃电极的膜电位随氢离子浓度变化，参比电极提供稳定电位，两者之间的电位差被高阻抗电路放大后转换为pH值显示。这种分工协作的设计，使得防水pH计能够在潮湿甚至全部浸没的环境中稳定工作，广泛应用于水质监测、食品加工、环境检测等领域。
