覆膜离子法氨氮电极直接测量的是离子态氨氮(NH₄⁺)的浓度,而非总氨氮(NH₃-N,包括NH₃和NH₄⁺的总和)。其测量原理及与总氨氮的关系如下:
一、核心测量对象:离子态氨氮(NH₄⁺)
覆膜离子法氨氮电极基于离子选择性电极(ISE)原理,通过电极表面的选择性离子膜(如氟化物膜、玻璃膜等)对铵离子(NH₄⁺)进行特异性识别。当水样中的NH₄⁺通过膜层进入电极内部时,会发生电荷变化,产生与NH₄⁺浓度成比例的电位信号。变送器基于能斯特方程,将该电位信号转换为NH₄⁺的浓度值。
二、与总氨氮的关系:需通过pH补偿计算
总氨氮(NH₃-N)是水中游离氨(NH₃)和铵离子(NH₄⁺)的总和,二者的比例受水体pH值影响(pH越高,NH₃比例越高)。覆膜离子法电极无法直接测量NH₃,但可通过以下方式间接计算总氨氮:
pH调整法:在测量前向水样中加入强碱(如NaOH),将pH调至12以上,此时NH₄⁺会转化为NH₃(NH₄⁺ + OH⁻ → NH₃↑ + H₂O)。NH₃通过半透膜进入电极内部,改变内部电解液的pH值,电极感测pH变化后,换算为NH₃的浓度,再加上原有的NH₄⁺浓度(需扣除pH调整前的干扰),最终得到总氨氮浓度。
pH补偿法:部分电极内置pH传感器,可实时监测水样pH值,通过能斯特方程对NH₄⁺浓度进行修正,间接反映总氨氮的变化(但本质仍以NH₄⁺测量为基础)。
三、关键结论
直接测量值:覆膜离子法氨氮电极的输出结果是离子态氨氮(NH₄⁺)的浓度。
总氨氮获取:需结合pH值(或通过pH调整),将NH₃浓度与NH₄⁺浓度相加,才能得到总氨氮(NH₃-N)的浓度
仪器概述
分析仪能够实时监测水中温度、pH 、氨氮浓度三个参数,分析仪由传感器(包括温度传感器、pH 电 极与铵离子电极)、电路(内部)和结构件组成,其外观如图 2.1 所示。
图2.1.1 离子选择电极氨氮分析仪外观图
一、执行标准:
GB/T 26811-2011 《离子选择电极》
二、设备性能要求:
1.工作原理:离子选择电极法;
2.测量因子:氨氮(0.1-1000) mg/L;
3.温度测量范围:(0~50) °C;
4.PH测量范围:0~14;
5.重复性:≤1% <0.1pH 0.1°C;
6.测量精度:+5%或+0.1mg/L; <0.1pH; 0.1°C;
7.零点漂移:(24h)+1%F.S.
8.量程漂移:(24h)+3%F.S.
9.检出限:0.1mg/L;
10.分辨率:0.01mg/L;
11.防护等级:IP68;
12.通讯接口:RS485,标准Modbus协议波特率9600 地址位出厂默认50;
13.尺寸规格:(φ50*251) mm,电缆10米(可定制);
14.材质:316不锈钢/钛合金可选;
15.重量:1kg;
16.安装螺纹:上端NPT3/4螺纹;
17.工作电压:12/24V DC;
18.MTBF:≥1440h/次;
19.功耗:0.05w;
20.校正周期:1-3个月;
21.工作环境:(0~50) °C;
三、功能要求:
22.每支电极可独立更换,操作简单,维护量少;
23.响应时间快,实时对水体中氨氮,铵离子进行检测;
24.耐腐蚀外壳,防水等级IP68,可长期水下工作;
25.RS485通讯接口,标准Modbus协议,便于集成;
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