軟化水鈣離子在線檢測儀的工作原理介紹

軟化水鈣離子在線檢測儀的核心功能是實時監測軟化水中鈣離子（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），兩種方法均針對軟化水低鈣、低干擾的特性設計，以下分別介紹：

一、離子選擇電極法（ISE法）——主流在線檢測技術

核心原理：利用鈣離子選擇電極的特異性響應

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

在線檢測流程：

水樣預處理：軟化水通常雜質少、濁度低，無需復雜預處理，僅通過簡易過濾（如5μm濾膜）去除微量懸浮物，避免堵塞電極。

電位測量：水樣與鈣離子選擇電極、參比電極（如 Ag/AgCl 電極）組成測量電池，儀器實時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 Ca2?的選擇性遠高于 Mg2?（選擇性系數通常＞100），可忽略干擾。

濃度計算：儀器通過內置算法將電位信號轉換為 Ca2?濃度，并實時輸出數據（如 mg/L）。

二、分光光度法（比色法）—— 高靈敏度檢測技術

核心原理：利用鈣離子與顯色劑的特異性顯色反應

基于 “有色絡合物濃度與吸光度成正比" 的朗伯 - 比爾定律，通過檢測顯色后溶液的吸光度計算 Ca2?濃度。

關鍵反應：

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

在線檢測流程：

自動進樣與試劑添加：儀器通過蠕動泵定量抽取水樣、顯色劑（如偶氮胂 Ⅲ）和緩沖液（調節 pH 至堿性，確保反應充足），在混合反應池內充分反應（約 1-3 分鐘）。

吸光度測量：反應后的溶液進入檢測池，由光源（如可見光 LED）發出特定波長光（如偶氮胂 Ⅲ-Ca2?絡合物的吸收峰約 650 nm），檢測器測量透射光強度，計算吸光度。

濃度校準：儀器通過內置標準曲線（預先用已知濃度的鈣標準溶液繪制），將吸光度轉換為 Ca2?濃度，實時輸出結果。

總結

軟化水鈣離子在線檢測儀的核心是通過特異性識別（電極） 或特異性顯色（比色） 實現對低濃度 Ca2?的實時監測：

ISE法響應快（30秒）、無需試劑消耗，適合連續在線監測；

分光光度法靈敏度更高（可測至 0.1mg/L 以下），但需定期補充顯色劑，維護略復雜。

兩種方法均能適配軟化水低鈣、低干擾的特性，廣泛應用于鍋爐軟化水、反滲透產水等場景的水質監控。