軟化水鈣離子在線檢測(cè)儀的工作原理介紹

軟化水鈣離子在線檢測(cè)儀的核心功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軟化水中鈣離子（Ca2?）的濃度（通常范圍為0-5mg/L，因軟化處理后鈣含量較低），其工作原理主要基于離子選擇電極法（ISE） 或分光光度法（比色法），兩種方法均針對(duì)軟化水低鈣、低干擾的特性設(shè)計(jì)，以下分別介紹：

一、離子選擇電極法（ISE法）——主流在線檢測(cè)技術(shù)

核心原理：利用鈣離子選擇電極的特異性響應(yīng)

例如上海玄天CAT-7800型軟化水鈣離子在線檢測(cè)儀采用鈣離子選擇電極（Ca2?-ISE），它是檢測(cè)的核心部件，其敏感膜由對(duì)Ca2?具有高選擇性的材料（如PVC 膜）制成。當(dāng)電極與水樣接觸時(shí)，敏感膜會(huì)選擇性吸附 Ca2?，并在膜兩側(cè)形成穩(wěn)定的電位差，該電位差與水樣中Ca2?濃度的對(duì)數(shù)成正比，遵循能斯特方程。

在線檢測(cè)流程：

水樣預(yù)處理：軟化水通常雜質(zhì)少、濁度低，無(wú)需復(fù)雜預(yù)處理，僅通過(guò)簡(jiǎn)易過(guò)濾（如5μm濾膜）去除微量懸浮物，避免堵塞電極。

電位測(cè)量：水樣與鈣離子選擇電極、參比電極（如 Ag/AgCl 電極）組成測(cè)量電池，儀器實(shí)時(shí)采集兩電極間的電位差。

干擾校正：

軟化水中可能存在少量鎂離子（Mg2?），但鈣離子選擇電極對(duì) Ca2?的選擇性遠(yuǎn)高于 Mg2?（選擇性系數(shù)通常＞100），可忽略干擾。

濃度計(jì)算：儀器通過(guò)內(nèi)置算法將電位信號(hào)轉(zhuǎn)換為 Ca2?濃度，并實(shí)時(shí)輸出數(shù)據(jù)（如 mg/L）。

二、分光光度法（比色法）—— 高靈敏度檢測(cè)技術(shù)

核心原理：利用鈣離子與顯色劑的特異性顯色反應(yīng)

基于 “有色絡(luò)合物濃度與吸光度成正比" 的朗伯 - 比爾定律，通過(guò)檢測(cè)顯色后溶液的吸光度計(jì)算 Ca2?濃度。

關(guān)鍵反應(yīng)：

針對(duì)軟化水低鈣特性，通常選用與 Ca2?反應(yīng)靈敏度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的顯色劑，如偶氮胂 Ⅲ（在堿性條件下與 Ca2?形成紫色絡(luò)合物）或鈣羧酸指示劑（與 Ca2?形成紅色絡(luò)合物）。

在線檢測(cè)流程：

自動(dòng)進(jìn)樣與試劑添加：儀器通過(guò)蠕動(dòng)泵定量抽取水樣、顯色劑（如偶氮胂 Ⅲ）和緩沖液（調(diào)節(jié) pH 至堿性，確保反應(yīng)充足），在混合反應(yīng)池內(nèi)充分反應(yīng)（約 1-3 分鐘）。

吸光度測(cè)量：反應(yīng)后的溶液進(jìn)入檢測(cè)池，由光源（如可見(jiàn)光 LED）發(fā)出特定波長(zhǎng)光（如偶氮胂 Ⅲ-Ca2?絡(luò)合物的吸收峰約 650 nm），檢測(cè)器測(cè)量透射光強(qiáng)度，計(jì)算吸光度。

濃度校準(zhǔn)：儀器通過(guò)內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)曲線（預(yù)先用已知濃度的鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制），將吸光度轉(zhuǎn)換為 Ca2?濃度，實(shí)時(shí)輸出結(jié)果。

總結(jié)

軟化水鈣離子在線檢測(cè)儀的核心是通過(guò)特異性識(shí)別（電極） 或特異性顯色（比色） 實(shí)現(xiàn)對(duì)低濃度 Ca2?的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：

ISE法響應(yīng)快（30秒）、無(wú)需試劑消耗，適合連續(xù)在線監(jiān)測(cè)；

分光光度法靈敏度更高（可測(cè)至 0.1mg/L 以下），但需定期補(bǔ)充顯色劑，維護(hù)略復(fù)雜。

兩種方法均能適配軟化水低鈣、低干擾的特性，廣泛應(yīng)用于鍋爐軟化水、反滲透產(chǎn)水等場(chǎng)景的水質(zhì)監(jiān)控。