Ein Einkanal-Chlor-Ionen-Wasserqualitätssensor basiert auf elektrochemischen oder optischen Prinzipien, um die Konzentration durch die Messung von elektrischen Signalen oder Lichtsignaländerungen, die durch die Wirkung von Chlor-Ionen erzeugt werden, zu messen. Die Messmethoden können in die folgenden zwei Kategorien zusammengefasst werden und müssen in Kombination mit Kalibrierung, Betriebsspezifikationen und Datenanalysen die Genauigkeit der Ergebnisse gewährleisten:
1. Elektrochemische Methode
Elektrodengesetz
Prinzip: Der Sensor hat eine eingebaute Induktionselektrode (z. B. Silber-/Silberchloridelektrode) und eine Referenzelektrode, bei der das Chlorion mit der Oberflächenmaterial der Elektrode (z. B. Silberione) oxidativ reduziert wird, wodurch eine abweichende Potential- oder Stromveränderung entsteht. Der Potentialdifferenz oder die Stromgröße ist linear in Beziehung zu der Chlorionienkonzentration und wird durch Messung der Änderungen des elektrischen Signals berechnet.
Betriebsschritte:
Kalibrierung: Verwenden Sie eine Standard-Chlor-Ionen-Lösung (z. B. 10 mg/L, 100 mg/L) zur zweipunktigen Kalibrierung des Sensors, um sicherzustellen, dass das elektrische Signal genau mit der Konzentration korrespondiert.
Messung: Eintauchen des Sensors in die zu messende Wasserprobe und Aufzeichnung der Lesungen, wenn das Wartesignal stabilisiert ist.
Reinigung: Spülen Sie die Elektroden nach der Messung mit deionisiertem Wasser, um zu vermeiden, dass Rückstände die nachfolgenden Messungen stören.
Eigenschaften: Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit (in der Regel < 1 Minute), gute Stabilität, geeignet für die Überwachung von großen Mengen von Wasserproben (z. B. Leitungswasseranlagen, Abwasseraufbereitungsanlagen).
Membranmethode
Prinzip: Die Sensoroberfläche bedeckt eine Schicht selektiver Penetrationsmembrane, Chlorionen wirken durch die Membran mit dem internen Elektrolyten, ändern die Ladungsverteilung oder die Leitfähigkeit der Membran und bestimmen die Konzentration durch Änderungen des elektrischen Signals.
Betriebsschritte: Ähnlich wie die Elektrodenmethode, aber die Integrität der Membran muss regelmäßig überprüft werden, um zu vermeiden, dass Schäden zu Messfehlern führen.
Eigenschaften: Starke Störungsbeständigkeit, geeignet für komplexe Wasserqualitäten (z. B. Wasserproben, die organische Stoffe oder Schwermetalle enthalten).
II. Optische Messmethode
Spektrophotomethode
Prinzip: Die Herstellung von farbigen Verbindungen mittels der Reaktion von Chlorionen mit einem bestimmten Reagenz und die Berechnung der Konzentration in Kombination mit einer Standardkurve durch Messung der Absorptionsfähigkeit der Verbindung bei bestimmten Wellenlängen (z. B. 480 nm).
Betriebsschritte:
Probenahme: Abnahme der zu messenden Wasserprobe und Filterung, um die Suspension zu entfernen.
Farbdesignation: Fügen Sie ein Farbdesignationsmittel (z. B. Diphenylcabarin) hinzu und reagieren, um farbige Verbindungen zu erzeugen.
Messung: Die nachgefärbte Lösung wird in ein Spektrophotometer gelegt, um die Absorption zu messen und die Konzentration der Standardkurve zu überprüfen.
Eigenschaften: Hohe Genauigkeit (Fehler < 5%), aber komplexe Bedienung, lange Zeit (ca. 30 Minuten), geeignet für Labor- oder hochpräzise Überwachungsszenarien.
Fluoreszenzmethode
Prinzip: Nach der Kombination von Chlor-Ionen mit einer Fluoreszenzsonde (z. B. einem Tinium-Komplex) ändert sich die Fluoreszenzintensität oder die Lebensdauer und die Konzentration wird durch Messung der Fluoreszenzsignaländerungen bestimmt.
Betriebsschritt: Ähnlich wie die Spektrophotometrie, die Messung ist jedoch mit einem Fluoreszenzspektrometer erforderlich.
Eigenschaften: Hohe Empfindlichkeit (Chlorionen bis zu μg/L erkennbar), aber hohe Gerätekosten, geeignet für die Überwachung von ultraniedrigen Chlorionen (z. B. Trinkwasser).
III. Wichtige Hinweise
Kalibrierung und Wartung
Kalibrieren Sie die Sensoren regelmäßig mit einer Standardlösung, um die Messgenauigkeit zu gewährleisten.
Elektrochemische Sensoren müssen eine Elektrodenpassivation vermeiden (z. B. Silberelektrodenoberfläche erzeugen Silbersulfid), während optische Sensoren eine Verfälschung von Reagenzien oder eine Lichtverschmutzung verhindern.
Störfaktorkontrolle
Elektrochemische Methode: Vermeiden Sie das Vorhandensein von Störungen wie Brom- und Jodionen in der Wasserprobe, die Störungen können durch Vorbehandlung (z. B. Zugabe von Maskiermitteln) beseitigt werden.
Optische Methode: Kontrollieren Sie den pH-Wert der Wasserprobe (z. B. die Spektrophotometrie muss unter pH 1-2 reagieren), um zu vermeiden, dass Farbe oder Trübung die Absorptionsmessung stören.
Datenaufzeichnung und Analyse
Die Aufzeichnung von Messzeiten, Orten, Wasserprobentemperaturen und anderen Parametern ermöglicht die Rückverfolgung von Anomalien.
In Verbindung mit historischen Daten werden Trends in der Chlorkonzentration analysiert, um eine Grundlage für das Wasserqualitätsmanagement zu schaffen (z. B. um festzustellen, ob die Abwassereinmissionen überschritten sind).