在水環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，水質(zhì)常規(guī)五參數(shù)（pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、溫度）探頭對(duì)于準(zhǔn)確把握水質(zhì)狀況意義重大。本文以 DX-W100-1 在線多參數(shù)水質(zhì)傳感器為例，深入剖析這些參數(shù)探頭的工作原理。

一、pH 探頭工作原理

pH 值用于衡量水體酸堿度，是水質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。DX-W100-1 中的 pH 探頭通常基于玻璃電極法工作。玻璃電極內(nèi)部有特定 pH 值的緩沖溶液，外部是對(duì)氫離子具有選擇性響應(yīng)的玻璃膜。當(dāng)玻璃膜與水樣接觸時(shí)，水樣中的氫離子會(huì)與玻璃膜表面水化層中的氫離子進(jìn)行交換。由于水樣和玻璃電極內(nèi)部溶液的氫離子活度存在差異，在玻璃膜兩側(cè)會(huì)形成電位差。根據(jù)能斯特方程，該電位差與水樣中氫離子活度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，通過(guò)測(cè)量電位差，就能換算出對(duì)應(yīng)的 pH 值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水樣 pH 值在 0 - 14 范圍內(nèi)的精準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)量精度可達(dá) ±0.1，分辨率為 0.01。

二、溶解氧探頭工作原理

溶解氧指溶解于水中的分子態(tài)氧，其含量是反映水體自凈能力的重要指標(biāo)。該傳感器的溶解氧探頭多采用熒光法或極譜法。以熒光法為例，探頭前端有特殊的熒光物質(zhì)涂層。當(dāng)光線照射到涂層時(shí)，熒光物質(zhì)會(huì)被激發(fā)產(chǎn)生熒光。水中溶解氧會(huì)與熒光物質(zhì)相互作用，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度發(fā)生變化。通過(guò)測(cè)量熒光強(qiáng)度的變化，并依據(jù)預(yù)先建立的溶解氧濃度與熒光強(qiáng)度關(guān)系的校準(zhǔn)曲線，就能計(jì)算出水中溶解氧的含量。其測(cè)量范圍為 0 - 20mg/L（0 - 200% 飽和度），測(cè)量精度為 ±2% FS，分辨率為 0.01mg/L 。

三、電導(dǎo)率探頭工作原理

電導(dǎo)率用于表征水體導(dǎo)電能力，能反映水中溶解性鹽類等電解質(zhì)的含量。電導(dǎo)率探頭一般利用電極法測(cè)量。在探頭中有兩個(gè)或多個(gè)電極，當(dāng)給電極施加一定頻率的交流電壓時(shí)，電流會(huì)通過(guò)水樣在電極間傳導(dǎo)。根據(jù)歐姆定律，電導(dǎo)率與電流、電壓以及電極間距離、水樣橫截面積等因素相關(guān)。在實(shí)際測(cè)量中，通過(guò)測(cè)量電流和電壓，并結(jié)合探頭的電極常數(shù)（與電極間距離和橫截面積有關(guān)的固定參數(shù)），就能計(jì)算出電導(dǎo)率。其測(cè)量范圍為 0 - 5000μS/cm（可擴(kuò)展其他量程），測(cè)量精度為 ±1.5% FS，分辨率為 1μS/cm。

四、濁度探頭工作原理

濁度用于衡量水體中懸浮顆粒對(duì)光線散射和吸收的程度，反映水體的渾濁狀況。濁度探頭采用光散射原理。當(dāng)一束光照射到水樣時(shí)，水中的懸浮顆粒會(huì)使光線發(fā)生散射。探頭中的光探測(cè)器會(huì)接收散射光的強(qiáng)度，散射光強(qiáng)度與水中懸浮顆粒的數(shù)量、大小和形狀等因素有關(guān)。通過(guò)測(cè)量散射光強(qiáng)度，并與已知濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液的散射光強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比校準(zhǔn)，就可確定水樣的濁度。該探頭的測(cè)量范圍是 0 - 1000NTU，測(cè)量精度為 ±3% FS 或 ±3NTU，分辨率為 0.1NTU。

五、溫度探頭工作原理

溫度是影響水質(zhì)的重要物理參數(shù)之一，對(duì)化學(xué)反應(yīng)、生物活動(dòng)等都有顯著影響。溫度探頭通?；跓崦?a target="_blank">電阻原理工作。熱敏電阻的電阻值會(huì)隨溫度發(fā)生變化，一般呈負(fù)溫度系數(shù)，即溫度升高時(shí)電阻值降低，反之亦然。通過(guò)測(cè)量熱敏電阻的電阻值，并利用預(yù)先校準(zhǔn)好的電阻 - 溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能精確計(jì)算出溫度值。該傳感器溫度測(cè)量范圍為 0 - 50°C，測(cè)量精度為 ±0.5°C，分辨率為 0.1°C。

DX-W100-1 在線多參數(shù)水質(zhì)傳感器集成的這五參數(shù)探頭，憑借各自獨(dú)特的工作原理，在不同水質(zhì)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，為人們及時(shí)、準(zhǔn)確掌握水質(zhì)變化情況提供了有力支持，在河流、湖泊、飲用水水源地等諸多水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域都有著不可或缺的地位。