在线氯离子水质分析仪的工作原理介绍

在线氯离子水质分析仪是用于连续监测水体中氯离子（Cl⁻）浓度的自动化设备，其核心原理基于离子选择电极法（ISE 法），以下是其原理的详细说明：

一、核心原理：离子选择电极法（ISE 法）

离子选择电极法是利用特定电极对目标离子的 “选择性响应"，通过测量电极间的电势差计算离子浓度，其理论基础是能斯特方程。

1. 电极响应机制在线氯离子分析仪的核心是氯离子选择电极（Cl⁻-ISE），其敏感膜由 AgCl-Ag₂S 等特殊材料制成，对氯离子具有特异性识别能力。当电极接触含氯离子的水样时，敏感膜表面会形成稳定的电荷分布，与膜内固定电荷产生电势差（膜电势）。膜电势的大小与水样中氯离子活度（浓度的近似值）的对数成正比，符合能斯特方程。

2. 参比电极的作用为准确测量膜电势，需搭配参比电极（如 Ag/AgCl 参比电极或甘汞电极），其电势稳定且不受水样中离子浓度影响。工作时，氯离子选择电极（指示电极）与参比电极组成原电池，仪器测量两电极间的电势差（电动势），再通过能斯特方程反算氯离子浓度。

1. 电极系统

• 氯离子选择电极：核心敏感元件，直接响应氯离子浓度；

• 参比电极：提供稳定基准电势，确保电势差测量的准确性；

• 温度电极（可选）：实时监测水样温度，用于能斯特方程的温度补偿（温度影响电势与浓度的换算关系）。

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3. 信号处理与控制系统

• 电势测量模块：高精度 mV 计（分辨率通常达 0.1mV），采集两电极间的电势差；

• 数据计算单元：通过内置能斯特方程算法，将电势差转换为氯离子浓度（单位通常为 mg/L 或 ppm）；

• 自动控制模块：实现自动进样、清洗、校准、排液等流程，支持与 PLC 或上位机通讯（输出 4-20mA 信号或数字信号）。

四、干扰控制与校准

1. 干扰消除

• 物理干扰：预处理单元过滤颗粒物，避免电极表面污染；

• 温度干扰：内置温度传感器，实时补偿温度对电势的影响。

2. 校准机制

• 两点校准：定期用高、低浓度标准溶液校准，修正电极漂移（通常每日或每周一次）；

• 校准曲线：仪器存储校准后的电势 - 浓度关系，作为测量计算的基准。

总结

在线氯离子水质分析仪以离子选择电极法为核心，通过测量氯离子选择电极与参比电极间的电势差，结合能斯特方程计算浓度，广泛适用于工业废水、饮用水、循环水等场景的实时氯离子监控。