恒電壓余氯傳感器的工作原理是什么？

恒電壓余氯傳感器基于恒電壓電解法工作，其核心原理是通過在電極系統中施加恒定的電壓，使水中的余氯（包括自由氯、總氯等）在電極表面發生氧化還原反應，產生的電流信號與余氯濃度成正比，從而實現對余氯的定量檢測。

核心結構與工作流程

恒電壓余氯傳感器通常由工作電極、參比電極和對電極（三電極體系）組成，配合恒電壓控制電路完成檢測，具體流程如下：

施加恒定電壓
傳感器通過電路在工作電極與參比電極之間施加一個固定的電壓（該電壓值根據目標檢測物質的電化學特性設定，例如針對自由氯的檢測，電壓通常在 0.6-0.8V 左右）。參比電極的作用是穩定電壓基準，確保工作電極的電勢始終保持恒定，避免水質波動（如 pH 變化）對電壓的影響。

余氯的電化學反應
當水樣流經電極表面時，水中的余氯（如 HClO、ClO?等）在工作電極表面發生氧化或還原反應。以自由氯（次氯酸，HClO）為例，在陽極（工作電極）發生氧化反應：
HClO+H2O?2e?→ClO3?+3H+
反應過程中釋放電子，形成電流。

電流信號的檢測與轉換
反應產生的電流通過對電極形成回路，其大小與水中余氯的濃度成正比（遵循法拉第電解定律）。傳感器內置的信號處理模塊將電流信號放大、轉換為電信號（如 4-20mA 或 RS485 輸出），最終通過儀表或控制系統計算出余氯濃度。

關鍵特點與局限性

無膜結構：與膜法傳感器不同，恒電壓傳感器的電極直接與水樣接觸，無需透氣膜隔離，因此響應速度更快（通常 10-30 秒），結構更簡單。

易受干擾：水中的還原性物質（如亞硝酸鹽、硫化物）、重金屬離子（如 Fe2?、Mn2?）或高濃度氯離子等，會在電極表面發生類似反應，導致電流信號偏大，影響檢測精度。

維護需求：雖無需更換膜和電解液，但電極表面易因污染物（如懸浮物、有機物）附著而失效，需定期清洗（如用稀酸或毛刷清理）以保持活性。

總結

恒電壓余氯傳感器通過 “恒定電壓驅動→余氯電化學氧化→電流信號定量" 的過程實現檢測，憑借快速響應、低維護成本的優勢，適合對精度要求不高但水質波動大（如高濁度、高污染水體）的場景；但其抗干擾能力較弱，需結合預處理（如過濾）或校準來優化檢測結果。