余氯電極反應效率變化對測量精度的影響有多大？

電極反應效率變化對恒電壓余氯傳感器測量精度的影響程度，主要體現在信號響應偏差和線性關系偏離上，其幅度與電極污染、pH 及端值、溫度波動等因素直接相關，具體影響可通過量化范圍和典型場景說明：

一、電極反應效率的核心影響機制

恒電壓余氯傳感器的測量原理是：在恒定電壓下，水中的次氯酸（HClO）或次氯酸根（ClO?）在工作電極（如鉑金）表面發生氧化還原反應，產生的電流信號與余氯濃度呈線性關系（I = k×C，k 為反應效率系數）。
當反應效率下降（k 值變小）或不穩定時，會導致 **“濃度相同但信號異常"**，直接表現為測量值偏高或偏低。

二、不同場景下的效率變化及測量偏差

1. 電極污染導致的效率下降（最常見）

污染物類型：水中的有機物、硫化物、重金屬離子（如 Fe2?、Mn2?）、藻類分泌物等會附著在工作電極表面，形成鈍化膜或干擾反應位點。

效率變化幅度：

輕度污染（使用 1-2 周未清潔）：反應效率下降 10%-30%，即相同余氯濃度下，電流信號比正常時低 10%-30%，測量值偏低 10%-30%。

重度污染（1 個月未清潔）：效率下降 50% 以上，信號衰減至正常的 50% 以下，測量值偏差＞50%，甚至玩全無響應（顯示 “0" 或負值）。

案例：某泳池水因有機物積累，電極 3 周未清潔，實際余氯 1.0mg/L 時，傳感器顯示 0.6mg/L（偏差 40%），清潔后恢復至 0.98mg/L（偏差 2%）。

2. 及端 pH 值導致的效率異常

強酸性（pH＜5.0）：
H?在工作電極表面發生副反應（2H? + 2e? → H?↑），產生額外電流，相當于反應效率 “虛高"（k 值偏大）。

pH=3.0 時，副反應電流可能占總信號的 20%-50%，導致測量值比真實值偏高 20%-50%（例如真實值 1mg/L，測量值 1.2-1.5mg/L）。

強堿性（pH＞9.0）：
工作電極（鉑金）表面易生成氧化膜（如 PtO），阻礙 HClO/ClO?的電子傳遞，反應效率驟降（k 值偏小）。

pH=10.0 時，效率可能降至正常的 30%-50%，疊加余氯形態轉化的偏差后，總測量值偏差可達 - 70% 至 - 90%（例如真實值 1mg/L，測量值僅 0.1-0.3mg/L）。

3. 溫度波動對效率的影響

反應效率（k 值）隨溫度升高而增大（溫度每升高 10℃，效率約提升 10%-20%），若傳感器無溫度補償：

溫度偏離校準溫度 ±5℃時，效率偏差約 5%-10%，測量值偏差 ±5%-10%。

及端溫差（如從 10℃升至 30℃，無補償）：效率偏差可達 20%-40%，測量值偏高 20%-40%。

4. 電極老化導致的效率衰減

長期使用（超過 1 年）后，工作電極表面鉑層磨損、參比電極電解液流失，反應效率會逐漸下降：

輕度老化：效率下降 10%-20%，測量值長期偏低 10%-20%。

嚴重老化：效率下降 50% 以上，信號穩定性變差（波動 ±10% 以上），測量值重復性誤差＞15%。

三、綜合影響程度總結

關鍵結論

電極反應效率變化對測量精度的影響通常在 ±10% 至 ±100% 之間，嚴重時可導致測量值玩全失真。實際應用中，需通過定期清潔（減少污染）、控制 pH 在 6.0-8.0（避免及端條件）、啟用溫度補償、及時更換老化電極等措施，將效率波動控制在 ±5% 以內，以保證測量精度（通常要求誤差＜±10%）。