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在介紹水質(zhì)分析儀的三個測量參數(shù)溶氧,、PH、鹽份的傳感器原理和要求之前,，我們先介紹一下直接電位法和直接電導(dǎo)分析法,。
直接電位法
直接電位法也稱離子選擇性電極法，是利用膜電極(的指示電極)把被測離子的活度(或濃度)表現(xiàn)為電極電位值,，通過測定電極電位來確定溶液中離子濃度的方法,。其基本原理是將指示電極、參比電極插入待測溶液中組成原電池(也有廠家將兩支電極做在一起),，參比電極是電極電位已知并恒定的電極,，如甘汞電極，指示電極電位與待測離子的活度之間服從能斯特方程,。將所構(gòu)成的原電池連接于測量設(shè)備,，求出指示電極的電位，即可按能斯特方程確定待測離子的活度或濃度,。
能斯特方程：E=E0+(2.303RT/Zf)lgA
E——在試樣中指示電極和參比電極之間產(chǎn)生的電動勢,；E0—標(biāo)準(zhǔn)電動勢。其值決定于指示電極傳感膜的種類和構(gòu)造,、參比電極的種類,，與試樣中待測離子的活度無關(guān)；2.303RT/Zf——能斯特常數(shù),，又稱電極斜率,。在25度時，1價離子為59.16mv,，2價離子為29.58mv,；A——離子活度(mol/l)
直接電導(dǎo)分析儀法
直接電導(dǎo)分析法是將試液放在由固定面積和距離的兩個鉑電極構(gòu)成的電導(dǎo)池中，通過測量試液的電導(dǎo)來確定被測物含量的方法,。電解質(zhì)溶液和金屬導(dǎo)體一樣,，能夠?qū)щ姴⒆袷貧W姆定律。在一定溫度下,，一定濃度的電解質(zhì)溶液的電阻R與電極間距離l,、電極截面積A的關(guān)系為：R=ρ*l/A
電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，電導(dǎo)率是電阻率ρ的倒數(shù),，單位為S/cm,。在一定的濃度范圍內(nèi)，電導(dǎo)率與電解質(zhì)溶液的濃度成正比,。
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PH電極
PH電極采用直接電位法,，我們在標(biāo)定時用4.01、9.18標(biāo)準(zhǔn)溶液測量算出電極斜率,。在實際測量時,，根據(jù)能斯特方程即可求出實際PH值。
目前市場上要求的PH測量范圍為4-11,、精度±0.1,，現(xiàn)有供應(yīng)商基本上能滿足電極要求。對該電極的要求：每支電極的測量重復(fù)性要好,、電極斜率能達(dá)到59.16±98%,。
鹽份電極
鹽份電極采用直接電導(dǎo)分析法。因為電導(dǎo)率隨溫度變化而變化,，我們根據(jù)經(jīng)驗公式作出溫度補償：kt=Ks[1+0.022(t-25)],。
目前市場上要求的鹽份測量范圍為0.2—50‰，精度為±0.5‰,。
對該電極的要求：
1,、每支電極的測量重復(fù)性要好；
2,、測量時對于電極所形成的電導(dǎo)率與電解質(zhì)溶液濃度的線性關(guān)系,，我們允許有兩種解決方案：
①在0.2-50‰的范圍內(nèi),，電導(dǎo)率與電解質(zhì)溶液濃度均成線性關(guān)系,；
②允許在不同的濃度范圍內(nèi),，電導(dǎo)率與電解質(zhì)溶液濃度成不同的線性關(guān)系,，但必須保證每支電極良好的測量重復(fù)性和所有供貨電極的電極常數(shù)均在±0.1范圍內(nèi)。
溶氧電極
溶氧電極的測試原理是在KOH溶液中浸入兩電極,，溶解氧經(jīng)隔膜滲透進入電解液后,，發(fā)生電極反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)電流,。電流的大小即與試液中溶解氧的活度成正比,。因為隔膜對溶解氧的透過率隨溫度而有很大變化，因而在電極或在儀器中必須對溫度變化進行補償,。同時在海水養(yǎng)殖中,，還要考慮到鹽份對其的影響,。
目前市場上要求的測量范圍為0-15mg/l，精度達(dá)到±0.5mg/l,。
對該電極的要求：測量無氧溶液,，每支電極輸出電壓穩(wěn)定在0±1mv、每支電極的測量重復(fù)性要好,、每支電極在不同溫度下在飽和溶解氧環(huán)境下測出的電壓信號變化值和溫度的變化值成恒定的線性關(guān)系,，且要保證所有供貨電極的一致性。
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