Sensores de qualidade de água de íons de cloro de canal único com base em princípios eletroquímicos ou ópticos para medir a concentração através da medição de sinais elétricos ou mudanças de sinais fotológicos geradas pela ação de íons de cloro, os métodos de medição podem ser resumidos em duas categorias e devem combinar calibração, especificações operacionais e análise de dados para garantir a precisão dos resultados:
I. Determinação eletroquímica
Lei dos eletrodos
Princípio: O sensor incorpora um eletrodo de indução (como o eletrodo de prata / cloreto de prata) e um eletrodo de referência, onde os íons de cloro reagem de oxidação e redução com a substância da superfície do eletrodo (como íons de prata), gerando mudanças de potencial ou corrente deficiente. A diferença de potencial ou o tamanho da corrente é linearmente relacionada com a concentração de íons de cloro e a concentração é estimada medindo as mudanças no sinal elétrico.
Passos operacionais:
Calibração: Use soluções padrão de íons de cloro (por exemplo, 10 mg/L, 100 mg/L) para calibrar o sensor em dois pontos para garantir que o sinal elétrico corresponda exatamente à concentração.
Medição: Mergulhe o sensor na amostra de água a medir e registre as leituras após o sinal de espera se estabilizar.
Limpeza: limpe o eletrodo com água deionizada após a medição para evitar resíduos que interferam com a medição posterior.
Características: velocidade de resposta rápida (geralmente < 1 minuto), boa estabilidade, adequado para monitoramento de amostras de água em grandes volumes (como usinas de torneira, usinas de tratamento de águas residuais).
Método de membrana
Princípio: A superfície do sensor cobre uma camada de membrana de penetração seletiva, e os íons de cloro interagem com o eletrólito interno através da membrana, alterando a distribuição de carga ou condutividade elétrica da membrana e, em seguida, medindo a concentração através de mudanças de sinal elétrico.
Etapas operacionais: semelhantes ao método de eletrodos, mas a integridade da membrana deve ser verificada regularmente para evitar quebras que levem a erros de medição.
Características: Forte resistência à interferência, adequada para qualidade de água complexa (por exemplo, amostras de água que contêm substâncias orgânicas ou metais pesados).
II. Determinação óptica
Espectrofotometria
Princípio: O uso de íons de cloro em reação com um reagente específico para gerar compostos coloridos, medindo a absorção do composto em comprimentos de onda específicos, como 480 nm, combinando a curva padrão para calcular a concentração.
Passos operacionais:
Amostragem: coleta amostras de água a serem testadas e filtra para remover a suspensão.
Coloração: Adicione um agente colorante (por exemplo, bifenilcabana) e reaga para gerar compostos coloridos.
Medição: Coloque a solução após a coloração no espectrofotômetro para medir a absorção e verificar a concentração da curva padrão.
Características: alta precisão (erro < 5%), mas operação complexa e demorada (cerca de 30 minutos), adequada para cenários de monitoramento de laboratório ou de alta precisão.
Metodologia de fluorescência
Princípio: após a combinação de íons de cloro com uma sonda fluorescente, como um complexo de litânio, a intensidade ou a vida da fluorescência mudam e a concentração é determinada medindo as mudanças no sinal de fluorescência.
Etapas operacionais: semelhantes à espectrofotomia, mas com a necessidade de medição com espectrômetro de fluorescência.
Características: Alta sensibilidade (detetável até íons de cloro de grau μg / L), mas o custo do equipamento é elevado e é adequado para monitoramento de íons de cloro de concentrações ultrabaixas (por exemplo, fontes de água potável).
III. Observações essenciais
Calibração e manutenção
Calibre os sensores regularmente com soluções padrão para garantir a precisão da medição.
Os sensores eletroquímicos devem evitar a passivação dos eletrodos (por exemplo, a superfície do eletrodo de prata gera sulfeto de prata) e os sensores ópticos devem evitar a deterioração dos reagentes ou a poluição do caminho óptico.
Controle de fatores de interferência
Método eletroquímico: evitar a presença de íons de bromo, íons de iodo e outras substâncias interferentes na amostra de água, pode ser eliminada pela pré-tratamento (como a adição de um máscara).
Método óptico: controlar o pH da amostra de água (por exemplo, a espectrofotomia precisa reagir em condições de pH 1-2) para evitar que a cor ou a turbidez interferam com a medição da absorção.
Registro e análise de dados
Registre parâmetros como hora, local e temperatura da amostra de água para facilitar o rastreamento de dados anormais.
A análise das tendências de mudança das concentrações de íons de cloro em combinação com dados históricos fornece uma base para a gestão da qualidade da água (por exemplo, para determinar se as emissões de águas residuais são excedidas).