电化学法余氯传感器的核心部件有哪些？

电化学法余氯传感器通过测量水中余氯（游离氯、总氯）与电极发生氧化还原反应产生的电流或电位变化实现检测，其核心部件的设计直接影响测量精度、稳定性和寿命。以下是关键核心部件及功能解析：

一、工作电极（Working Electrode）

作用：作为余氯发生氧化还原反应的 “反应场"，直接与水中余氯（如 HOCl、OCl⁻）发生电子转移，产生与余氯浓度成正比的电流信号（安培法传感器）或电位变化（电位法传感器）。

常见材质：

铂金（Pt）：化学稳定性高，不易被氧化，适用于长期监测游离氯（HOCl 在酸性条件下易在此电极上还原）。

金（Au）：对总氯（如 NH₂Cl）的响应更灵敏，常用于需要同时检测游离氯和总氯的场景。

玻璃碳：成本较低，但长期使用易受污染（如有机物吸附），需更频繁清洁。

关键特性：表面需保持光滑洁净，若形成氧化层或结垢，会导致电子转移效率下降，表现为读数漂移或响应迟缓。

二、参比电极（Reference Electrode）

作用：提供一个稳定的基准电位，确保工作电极的测量信号仅反映余氯浓度变化（而非外界环境波动），是传感器精度的 “稳定器"。

常见类型：

银 / 氯化银（Ag/AgCl）电极：最长用，由银丝表面镀氯化银制成，浸泡在含氯离子的电解液中（如 KCl 溶液），电位稳定（25℃时约 0.222V vs 标准氢电极）。

甘汞电极：电位稳定性更高，但含汞（有毒），逐渐被银 / 氯化银电极替代。

易损点：参比电极的 “液接界"（与被测水体接触的部位）易被污染物堵塞（如钙镁结垢、有机物沉积），导致电位漂移；若电解液泄漏（如膜片破损），会直接失效。

三、辅助电极（Counter Electrode，仅安培法传感器需配备）

作用：平衡工作电极产生的电流，形成闭合电路，避免工作电极因电荷积累导致电位偏移，确保反应持续稳定进行（类似电路中的 “回路负极"）。

常见材质：不锈钢或铂片，要求导电性好且耐氧化（因长期处于阳极状态，易被氧化腐蚀）。

四、透气膜（Gas Permeable Membrane）

作用：选择性允许余氯（如 HOCl 分子）透过，阻隔水中的离子（如 Cl⁻、SO₄²⁻）和悬浮颗粒物进入传感器内部（避免干扰电极反应或污染电解液），是 “隔离保护屏障"。

常见材质：

聚四氟乙烯（PTFE）：化学惰性强，透气性好，耐温范围宽（-200~260℃），是主流选择。

聚偏氟乙烯（PVDF）：柔韧性更好，抗撕裂性优于 PTFE，但透气性略低。

关键特性：膜的厚度（通常 20-50μm）和孔径直接影响余氯扩散速率，膜片破损、老化（如脆化、微孔堵塞）会导致测量误差剧增，需定期更换（3-6 个月 / 次，视水质而定）。

五、电解液（Electrolyte Solution）

作用：填充在工作电极、参比电极与透气膜之间，作为离子导体，确保电极间的电荷传递，同时维持参比电极的稳定电位（如 Ag/AgCl 电极需电解液提供恒定 Cl⁻浓度）。

常见成分：含氯hua钾（KCl）的缓冲溶液（如磷酸盐缓冲液），pH 通常稳定在 7 左右（匹配多数水体 pH 范围）。

易损耗：高温或膜片密封性差时会加速蒸发，导致电解液液位下降；若被测水体中污染物透过破损膜片进入，会污染电解液（如出现浑浊、变色），需及时更换。

六、温度补偿元件（Thermistor 或 RTD）

作用：余氯的氧化还原反应速率受温度影响显著（温度每变化 1℃，测量值可能偏差 2-3%），温度补偿元件实时监测水温，通过传感器内置算法修正温度对信号的干扰，确保不同温度下测量值的一致性。

常见类型：NTC 热敏电阻（成本低）或铂电阻（Pt100，精度更高），需与电极紧密接触以保证测温准确性。

总结

电化学法余氯传感器的核心部件形成 “反应 - 传导 - 校准" 的闭环：工作电极负责信号产生，参比电极保障信号基准，透气膜和电解液维持反应环境稳定，温度补偿元件修正外界干扰。其中，透气膜、电解液和电极表面状态是易损耗环节，日常维护需重点关注清洁、防漏和定期更换耗材，以延长传感器寿命。