说一说余氯传感器的三电极体系

众所周知，德国RG公司是老牌的余氯电极生产厂，从1997开始生产余氯传感器，早期采用了二电极系统，2000年以后进行了数次改良，现在生产的产品既有二电极体系、也有三电极体系。今天跟大家说一说三电极体系。 先让我们定义三个电极： 德国RG的二电极系统，是指参比电极和对电极为同一个电极的系统。使用对电极作为参比电极，有可能它本身也会发生极化，而不能作为电势比较的标准。极化电流在工作电极、对电极之间大段溶液上引起的欧姆压降也将附加到被测的电极电势中，造成一定的测量误差，只是这种误差很小。在某些情况下，是可以采用二电极体系的。例如，使用超微电极作为工作电极的情况。由于超微电极的表面积很小，只要通过很小的极化电流，就可产生足够大的电流密度，使电极实现一定程度的极化。而对电极的表面积要大得多，同样的极化电流在对电极上只能产生极小的电流密度，因而对电极几乎不发生极化，可同时作为参比电极使用。同时，由于极化电流很小，对电极和工作电极之间的溶液欧姆压降也非常小，不会导致电极电势的测量和控制误差。因此，在使用超微电极作为工作电极时，可采用二电极体系。 2000年后，经过不断的研究，RG引入了第三个电极作为参比电极，构成三电极体系。在电化学测量中采用三电极体系，既可使工作电极的界面上通过极化电流，又不妨碍工作电极的电极电势的控制和测量，可以同时实现对电流和电势的控制和测量。因此在绝大多数情况下，采用三电极体系进行测量要准确一点。 最后，就是工业成品的价格问题了，RG的三电极比二电极贵几百块钱左右；应用上，二电极用于普通的饮用水行业，足以承担0.001ppm的精度；而三电极却可以扩展其应用范围，比如用于污水处理中的余氯测量。 我们在实践过程中用RG电极举个例子，其中DCL表示二电极余氯传感器，DCS表示三电极的余氯传感器。 先看反应速度，DCL的响应时间是30秒，DCS的响应时间是120秒，两者相差了4倍的速度。 再看pH影响，二电极的DCL对pH的适用范围偏小pH6-8，而三电极的DCS对pH的适用范围扩大一倍pH4-9； DCL从实际角度来说多用于饮用水、净水环境，而DCS除了饮用水外，可以用于污水处理行业，这也是三电极体系的一个巨大优势。 量程上DCL的最小可以做到0-0.5ppm，DCS则不行。这也是二电极的一个优势，如果你有管网末梢的项目，管网末梢的余氯含量通常都会是比较低的，比如0.03ppm，此时如果用4-20mA来表达0.03ppm，电流信号=4mA+（16mA x 0.03ppm）/0.5ppm=4.96mA,即放大的信号将近有1mA的电流信号，分辨率足矣。 因为DCL主要用于饮用水，所以它的精度在0-2ppm内可以达到＜1%（实验室条件下，PH=7.2，25℃，饮用水中）。 DCS可以抗表面活性剂（有一定的承受能力）一般性的污水厂加药并过滤后的水是可以监测的，目前应用的医院污水是个待检验的过程。实际应用的量程多在0~20ppm以内应用。 三电极的最大量程是200ppm，而二电极的最大量程是2000ppm（DCH10）。 提一下有关于温度和补偿的事情。首先温度的工作范围（水温）0~45℃无冷凝。那么在寒冬季节，室内外温度和水温是有温差的，那么就会在流通池内产生气泡（哪怕水的流动的），气泡对测量的影响主要是对膜的影响，所以除泡装置或者排气装置是必要的。 电极内置了温度传感器，余氯传感器输出的数值是经过温度补偿的。但是实际使用中，要避免水温的剧烈变化。 最大抗压能力DCS是3公斤，DCL是1公斤。它承压的能力主要在于膜，DCS亲水性膜材质好，面积小抗压能力更好。流速在各自的标准流通池中（以最大承压为标准，两种电极的流通池不同）都是15~30L/H。 目前消毒剂普遍“发生器”，DCL使用在加药方式中“不能用于无膜的电解法产生的氯” 无膜电解产生氯的浓度一般在0.6%~0.7%，目前国内最高的会在1%（迪诺拉、无锡等做电极的厂家），有膜电解的氯通常指的是高浓度1%以上，最低也要达到0.8%的产氯量。从原理上讲，有膜比无膜多了一层电解步骤，使得产氯量增加，我们在这里有认为是发生器的反应更充分。DCS则对无膜和有膜没有要求，适用性更好。 其他二电极和三电极的传感器还包括：余氯、总氯、二氧化氯、臭氧、过乙酸、过氧化氢、亚氯酸根、和溴

      1、测量原理：

瑞士尼诺克斯 DAW2402/DAW-AC2电化学探头属于克拉克型电流传感器，采用微电子技术制造，用于测量水中次氯酸（HOCL）的浓度。这个传感器由小型的电化学式的三个电极组成，其中一个工作电极（WE），一个反电极(CE)和一个参考电极(RE)。测量水中的次氯酸（HOCL）的浓度的方法是建立在测量工作电极由于次氯酸浓度变化所产生的电流。工作电极WE由光聚合上一层特殊的有机膜把电极表面与分析溶液隔开。

2、产品特点：

传感器本身的性质和微小的几何形状在内在形成稳定的结构使得聚合物膜的效率得到提高，从而带来了先前传感器的前所未有：选择性、稳定性和可靠性

•适用于恶劣环境

•线性标定

•无需试剂

•成本低廉

•饮用水中一年内免维护

•与一氯氨无交叉干扰

•安装方便

•与金属离子无交叉干扰（测试超过12个月）

•与溶解氧无交叉干扰

     管道安装

---