單通道氯離子水質傳感器基于電化學或光學原理,通過測量與氯離子作用產生的電信號或光信號變化來測定濃度,其測定方法可歸納為以下兩類,并需結合校準、操作規范及數據分析確保結果準確:
一、電化學測定法
電極法
原理:傳感器內置感應電極(如銀/氯化銀電極)和參比電極,氯離子與電極表面物質(如銀離子)發生氧化還原反應,產生電位差或電流變化。電位差或電流大小與氯離子濃度呈線性關系,通過測量電信號變化推算濃度。
操作步驟:
校準:使用標準氯離子溶液(如10mg/L、100mg/L)對傳感器進行兩點校準,確保電信號與濃度的對應關系準確。
測量:將傳感器浸入待測水樣中,待電信號穩定后記錄讀數。
清洗:測量完成后用去離子水沖洗電極,避免殘留物干擾后續測量。
特點:響應速度快(通常<1分鐘)、穩定性好,適用于大批量水樣監測(如自來水廠、污水處理廠)。
膜法
原理:傳感器表面覆蓋一層選擇性滲透膜,氯離子通過膜與內部電解質發生作用,改變膜的電荷分布或電導率,進而通過電信號變化測定濃度。
操作步驟:與電極法類似,但需定期檢查膜的完整性,避免破損導致測量誤差。
特點:抗干擾能力強,適用于復雜水質(如含有機物或重金屬的水樣)。
二、光學測定法
分光光度法
原理:利用氯離子與特定試劑反應生成有色化合物,通過測量化合物在特定波長(如480nm)下的吸光度,結合標準曲線計算濃度。
操作步驟:
取樣:采集待測水樣并過濾,去除懸浮物。
顯色:加入顯色劑(如二苯卡巴腙),反應生成有色化合物。
測量:將顯色后的溶液放入分光光度計,測量吸光度并查標準曲線得濃度。
特點:精度高(誤差<5%),但操作復雜、耗時較長(約30分鐘),適用于實驗室或高精度監測場景。
熒光法
原理:氯離子與熒光探針(如鑭系配合物)結合后,熒光強度或壽命發生變化,通過測量熒光信號變化測定濃度。
操作步驟:與分光光度法類似,但需使用熒光光譜儀進行測量。
特點:靈敏度高(可檢測低至μg/L級氯離子),但設備成本較高,適用于超低濃度氯離子監測(如飲用水源地)。
三、關鍵注意事項
校準與維護
定期使用標準溶液校準傳感器,確保測量準確性。
電化學傳感器需避免電極鈍化(如銀電極表面生成硫化銀),光學傳感器需防止試劑變質或光路污染。
干擾因素控制
電化學法:避免水樣中存在溴離子、碘離子等干擾物質,可通過預處理(如加入掩蔽劑)消除干擾。
光學法:控制水樣pH值(如分光光度法需在pH1-2條件下反應),避免顏色或濁度干擾吸光度測量。
數據記錄與分析
記錄測量時間、地點、水樣溫度等參數,便于追溯異常數據。
結合歷史數據分析氯離子濃度變化趨勢,為水質管理提供依據(如判斷污水排放是否超標)。