在線氯離子水質分析儀的工作原理介紹

在線氯離子水質分析儀是用于連續監測水體中氯離子（Cl?）濃度的自動化設備，其核心原理基于離子選擇電極法（ISE 法），以下是其原理的詳細說明：

一、核心原理：離子選擇電極法（ISE 法）

離子選擇電極法是利用特定電極對目標離子的 “選擇性響應"，通過測量電極間的電勢差計算離子濃度，其理論基礎是能斯特方程。

1. 電極響應機制在線氯離子分析儀的核心是氯離子選擇電極（Cl?-ISE），其敏感膜由 AgCl-Ag?S 等特殊材料制成，對氯離子具有特異性識別能力。當電極接觸含氯離子的水樣時，敏感膜表面會形成穩定的電荷分布，與膜內固定電荷產生電勢差（膜電勢）。膜電勢的大小與水樣中氯離子活度（濃度的近似值）的對數成正比，符合能斯特方程。

2. 參比電極的作用為準確測量膜電勢，需搭配參比電極（如 Ag/AgCl 參比電極或甘汞電極），其電勢穩定且不受水樣中離子濃度影響。工作時，氯離子選擇電極（指示電極）與參比電極組成原電池，儀器測量兩電極間的電勢差（電動勢），再通過能斯特方程反算氯離子濃度。

1. 電極系統

• 氯離子選擇電極：核心敏感元件，直接響應氯離子濃度；

• 參比電極：提供穩定基準電勢，確保電勢差測量的準確性；

• 溫度電極（可選）：實時監測水樣溫度，用于能斯特方程的溫度補償（溫度影響電勢與濃度的換算關系）。

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3. 信號處理與控制系統

• 電勢測量模塊：高精度 mV 計（分辨率通常達 0.1mV），采集兩電極間的電勢差；

• 數據計算單元：通過內置能斯特方程算法，將電勢差轉換為氯離子濃度（單位通常為 mg/L 或 ppm）；

• 自動控制模塊：實現自動進樣、清洗、校準、排液等流程，支持與 PLC 或上位機通訊（輸出 4-20mA 信號或數字信號）。

四、干擾控制與校準

1. 干擾消除

• 物理干擾：預處理單元過濾顆粒物，避免電極表面污染；

• 溫度干擾：內置溫度傳感器，實時補償溫度對電勢的影響。

2. 校準機制

• 兩點校準：定期用高、低濃度標準溶液校準，修正電極漂移（通常每日或每周一次）；

• 校準曲線：儀器存儲校準后的電勢 - 濃度關系，作為測量計算的基準。

總結

在線氯離子水質分析儀以離子選擇電極法為核心，通過測量氯離子選擇電極與參比電極間的電勢差，結合能斯特方程計算濃度，廣泛適用于工業廢水、飲用水、循環水等場景的實時氯離子監控。