电极法余氯测量技术根据测量原理和结构的不同，分为三电极恒压法、原电池法、极谱法和微电子法等多种方式，本期天健创新将带来极谱法、微电子法的测量技术，维护操作和产品选型要点深度解析。
什么是极谱法(覆膜法)?
采用覆膜式结构，由电解液腔、膜帽和测量电极(两电极或者三电极)组成。
测量原理：
膜帽覆盖电解液腔，仅允许次氯酸(HOCl)分子自由扩散进入，而阻挡次其他离子、悬浮物和有机污染物进入电解液腔。HOCl穿透膜后在电极表面发生电化学反应，具体原理与原电池或三电极系统相同，取决于覆膜电极的测量电极采用的结构。
结构示意图如下图所示：
优点：
1. 膜帽能阻碍其他物质进入测量腔体，具有较强的抗干扰能力，适用于复杂的水质。
缺点：
1.低余氯响应差：相比于裸露的三电极恒压法，次氯酸渗透进膜帽需要一定的时间和浓度差，低余氯时灵敏度不如裸露的三电极恒压法。
2.膜堵塞风险：含脂质、表面活性剂的水体易堵塞膜孔，无氯环境下微生物也会堵塞膜孔，导致信号漂移或响应延迟，甚至无法测量。
3. 使用成本高：膜帽和电解液需要定期更换(一般6~12个月)，增加耗材成本和人工成本。
什么是微电子法?
微电子余氯电极通常指采用微电子技术(如 MEMS 工艺)制造的电极，通常为三电极系统(工作电极、对电极、参比电极)。工作电极和对电极通常采用铂金材质，制造时通过溅射工艺将铂金附着在硅片上，并在表面覆一层特殊膜，用于隔离水中其他离子对测量的影响，参比电极通常采用银 / 氯化银电极。
测量原理：
水样中的游离氯(HOCl/OCl⁻)在工作电极表面发生还原反应，反应产生的电流强度与余氯浓度成正比：HOCl + 2e⁻ + H⁺ → Cl⁻ + H₂O，参比电极(Ag/AgCl电极)提供稳定电位，确保测量准确性。
优点：
1、高精度与灵敏度：微电子工艺确保电极一致性和微小电流检测能力，适合低浓度测量。
2、流速要求下限低：微电子余氯电极的工作电极和对电极相比传统的三电极系统，尺寸小很多，加上表层覆盖了一层膜，对余氯的消耗量很小，因此对流速要求比传统余氯电极要求低，节约水资源。
3、体积小巧：微电子余氯电极尺寸小，易于集成到在线监测系统，或插入到管道内进行测量。
缺点：
1、膜堵塞风险：微电子余氯电极表面有一次特殊膜结构，和极谱法膜帽类似，含脂质、表面活性剂的水体易堵塞膜孔，无氯环境下微生物也会堵塞膜孔，导致信号漂移或响应延迟，甚至无法测量。
2、耗材：电极表面的膜结构长期使用过程中会逐步被堵塞，需要定期更换，具体更换周期和水体相关。
影响电极法余氯测量准确性的因素
虽然电极法余氯的原理有多种，但总结起来都是水中的次氯酸在测量电极处发生电化学反应，根据电化学反应的电流信号来计算余氯浓度。
但该电化学反应受多种因素的影响，影响因素主要有测量电极表面的流速、水中的PH值、水温等。详细内容见上期余氯监测技术系列：天健创新深度解析电极法的测量原理和维护选型要点(一)。
电极法余氯电极维护建议
电极法余氯的维护工作依据不同测量原理，维护内容不完全相同：
1.极谱法余氯电极维护
2.微电子余氯电极维护
电极法余氯测量选型建议
消毒剂分析仪在供水、废水处理、食品安全等行业都有广泛引用。每个工况有自己的水质特征，在选用电极法余氯进行测量时，需要结合应用行业的水质特征和各方法的优劣势进行选择，建议重点考虑如下方面：
1.测量原理选择:
极谱法(覆膜法)余氯电极由于其覆膜结构，具有抗干扰能力强的特点，同时也存在膜帽堵塞的风险，适合水质成分复杂且余氯值较高的场景。
微电子余氯电极的膜帽同样有堵塞的风险，适合加氯稳定的规模水厂出厂水余氯监测。不适合频繁停水、余氯含量不稳定的场景。
总结极谱法和三电极法适用工况如下表所示：
2.pH、温度测量和补充功能
综合前面所述，电极法余氯测量受PH和温度影响明显，建议选择的监测设备同时具备余氯、PH和温度测量功能，只有三个参数同时测量，才能自动对余氯进行PH和温度补偿，以提升余氯测量的准确性和稳定性。
3.稳流功能
电极表面流速对余氯测量影响很大，如下图所示，没有稳流功能的设备，在流速发生变化时，余氯值变化明显，因此建议选择具备稳流功能的监测设备。
4.自清洗功能
水中的胶体和泥沙会吸附在裸露在水样中工作电极的表面，阻碍影响余氯测量的准确性，导致运维工作量大、运维成本高。因此余氯电极的自清洗功能对于余氯测量的长期准确性和稳定性非常重要。
作为水质监测领域的深耕者，天健创新始终致力于提供专业、可靠、创新的解决方案，用科技守护每一滴水的安全!
【产品推荐】
编辑：赵凡
版权声明：
凡注明来源为“中国水网/中国固废网/中国大气网“的所有内容，包括但不限于文字、图表、音频视频等，版权均属E20环境平台所有，如有转载，请注明来源和作者。E20环境平台保留责任追究的权利。
媒体合作请联系：李女士 010-88480317
Copyright © 2000- https://www.h2o-china.com All rights reserved. 中国水网 版权所有
咨询热线：010-88480403 传真：010-88480301
E-mail：hjf@e20.com.cn
本站常年法律顾问：北京市康达律师事务所刘文义律师 京ICP备10040015号-7
京公网安备：11010802035285
