水质多参数检测仪的核心技术在于其集成了光学、电化学传感原理的复合探头,通过“光-电-化”融合技术,实现对关键水质参数的高效、同步测量。
1.光学传感:光的吸收与散射
光学传感主要应用于浊度、溶解氧(荧光法)、叶绿素等参数的测量。
浊度:其原理是利用一束特定波长的光穿过水样,并检测被水中悬浮颗粒物散射后的光强。散射光强与浊度成正比。这种90°或多角度的散射光测量法,是典型的光学传感。
溶解氧(荧光法):采用荧光淬灭原理。探头末端的荧光涂层被特定蓝光激发后,会发出红光。当溶解氧分子与荧光物质接触时,会淬灭其荧光强度或缩短其寿命。通过检测荧光寿命或强度的变化,即可精确计算出溶解氧浓度,无需消耗氧气,维护量小。
叶绿素:通过发射特定波长的光(如蓝光)激发水体中的藻类,并检测其发出的荧光强度,从而间接测算叶绿素a的浓度。
2.电化学传感:离子的电位与电流响应
电化学传感主要用于测量pH、氧化还原电位(ORP)、电导率以及氨氮、硝酸盐等离子参数。
pH/ORP:采用电位分析法。pH玻璃电极与参比电极构成原电池,其产生的电位差与溶液中的氢离子浓度(pH)存在能斯特方程关系。ORP测量原理类似,使用金属电极感知溶液对电子的吸收或释放倾向。
电导率:采用电导分析法,通过测量两个或多个电极间水样的电流,来反映水中总离子浓度,即水的导电能力。
特定离子:对于氨氮、硝酸盐等,常使用离子选择电极,其产生的膜电位与该特定离子的活度对数成正比。
融合与协同
现代水质多参数检测仪并非简单地将这些传感器捆绑在一起。其先进性体现在“融合”上:
硬件集成:将光学窗口与电极微型化,集成于一个探头头部,确保同时同点测量,数据更具可比性。
信号协同:利用电化学参数(如pH、温度)对光学测量(如溶解氧)进行实时补偿与校正,极大提升了测量的整体精度与可靠性。
总结而言,这种“光-电-化”多原理的深度融合,使单台仪器能瞬间捕捉水质的物理、化学及生物综合信息,构成了快速、精准的水体现场评估能力的技术基石。