電化學法余氯傳感器的核心部件有哪些？

電化學法余氯傳感器通過測量水中余氯（游離氯、總氯）與電極發生氧化還原反應產生的電流或電位變化實現檢測，其核心部件的設計直接影響測量精度、穩定性和壽命。以下是關鍵核心部件及功能解析：

一、工作電極（Working Electrode）

作用：作為余氯發生氧化還原反應的 “反應場"，直接與水中余氯（如 HOCl、OCl?）發生電子轉移，產生與余氯濃度成正比的電流信號（安培法傳感器）或電位變化（電位法傳感器）。

常見材質：

鉑金（Pt）：化學穩定性高，不易被氧化，適用于長期監測游離氯（HOCl 在酸性條件下易在此電極上還原）。

金（Au）：對總氯（如 NH?Cl）的響應更靈敏，常用于需要同時檢測游離氯和總氯的場景。

玻璃碳：成本較低，但長期使用易受污染（如有機物吸附），需更頻繁清潔。

關鍵特性：表面需保持光滑潔凈，若形成氧化層或結垢，會導致電子轉移效率下降，表現為讀數漂移或響應遲緩。

二、參比電極（Reference Electrode）

作用：提供一個穩定的基準電位，確保工作電極的測量信號僅反映余氯濃度變化（而非外界環境波動），是傳感器精度的 “穩定器"。

常見類型：

銀 / 氯化銀（Ag/AgCl）電極：最長用，由銀絲表面鍍氯化銀制成，浸泡在含氯離子的電解液中（如 KCl 溶液），電位穩定（25℃時約 0.222V vs 標準氫電極）。

甘汞電極：電位穩定性更高，但含汞（有毒），逐漸被銀 / 氯化銀電極替代。

易損點：參比電極的 “液接界"（與被測水體接觸的部位）易被污染物堵塞（如鈣鎂結垢、有機物沉積），導致電位漂移；若電解液泄漏（如膜片破損），會直接失效。

三、輔助電極（Counter Electrode，僅安培法傳感器需配備）

作用：平衡工作電極產生的電流，形成閉合電路，避免工作電極因電荷積累導致電位偏移，確保反應持續穩定進行（類似電路中的 “回路負極"）。

常見材質：不銹鋼或鉑片，要求導電性好且耐氧化（因長期處于陽極狀態，易被氧化腐蝕）。

四、透氣膜（Gas Permeable Membrane）

作用：選擇性允許余氯（如 HOCl 分子）透過，阻隔水中的離子（如 Cl?、SO?2?）和懸浮顆粒物進入傳感器內部（避免干擾電極反應或污染電解液），是 “隔離保護屏障"。

常見材質：

聚四氟乙烯（PTFE）：化學惰性強，透氣性好，耐溫范圍寬（-200~260℃），是主流選擇。

聚偏氟乙烯（PVDF）：柔韌性更好，抗撕裂性優于 PTFE，但透氣性略低。

關鍵特性：膜的厚度（通常 20-50μm）和孔徑直接影響余氯擴散速率，膜片破損、老化（如脆化、微孔堵塞）會導致測量誤差劇增，需定期更換（3-6 個月 / 次，視水質而定）。

五、電解液（Electrolyte Solution）

作用：填充在工作電極、參比電極與透氣膜之間，作為離子導體，確保電極間的電荷傳遞，同時維持參比電極的穩定電位（如 Ag/AgCl 電極需電解液提供恒定 Cl?濃度）。

常見成分：含氯hua鉀（KCl）的緩沖溶液（如磷酸鹽緩沖液），pH 通常穩定在 7 左右（匹配多數水體 pH 范圍）。

易損耗：高溫或膜片密封性差時會加速蒸發，導致電解液液位下降；若被測水體中污染物透過破損膜片進入，會污染電解液（如出現渾濁、變色），需及時更換。

六、溫度補償元件（Thermistor 或 RTD）

作用：余氯的氧化還原反應速率受溫度影響顯著（溫度每變化 1℃，測量值可能偏差 2-3%），溫度補償元件實時監測水溫，通過傳感器內置算法修正溫度對信號的干擾，確保不同溫度下測量值的一致性。

常見類型：NTC 熱敏電阻（成本低）或鉑電阻（Pt100，精度更高），需與電極緊密接觸以保證測溫準確性。

總結

電化學法余氯傳感器的核心部件形成 “反應 - 傳導 - 校準" 的閉環：工作電極負責信號產生，參比電極保障信號基準，透氣膜和電解液維持反應環境穩定，溫度補償元件修正外界干擾。其中，透氣膜、電解液和電極表面狀態是易損耗環節，日常維護需重點關注清潔、防漏和定期更換耗材，以延長傳感器壽命。