余氯測定儀是用于定量檢測水體中余氯（包括游離余氯、化合余氯）含量的專業設備，廣泛應用于飲用水消毒監測、游泳池水水質管控、污水處理廠出水檢測等場景，其核心功能是通過特定檢測原理將余氯濃度轉化為可讀取的信號，為水質安全判斷提供數據支撐。以下從工作原理與核心結構兩方面，詳細解析余氯測定儀的運行邏輯與組成特點。

一、工作原理

余氯測定儀主要通過比色法與電極法兩種主流原理實現檢測，兩種方法基于不同的化學與物理特性，適配不同的應用場景：

1、比色法原理

比色法是基于化學反應顯色的定量檢測方法，核心是利用余氯與特定試劑的顯色反應實現濃度換算：檢測時，先向水樣中加入專用顯色劑（如DPD試劑、鄰聯甲苯胺試劑），余氯會與顯色劑發生氧化還原反應，生成具有特定顏色的化合物（如DPD與游離余氯反應生成粉紅色化合物，與化合余氯反應生成紅色化合物）；化合物的顏色深淺與水樣中余氯濃度呈正比，余氯濃度越高，顏色越深；儀器的光學檢測模塊會發射特定波長的光（如可見光）穿透顯色后的水樣，部分光會被有色化合物吸收，未被吸收的光被檢測器捕捉；檢測器將光信號轉化為電信號，再通過內置的校準曲線（預先用已知濃度的余氯標準溶液繪制），將電信號換算為對應的余氯濃度值，最終在顯示屏上輸出結果。

比色法的優勢在于檢測精度高、抗干擾能力較強，適合實驗室或現場的批量水樣檢測；但需消耗顯色劑，且檢測過程需等待顯色反應完成，存在一定檢測耗時，更適合非實時連續監測場景。

2、電極法原理

電極法是基于電化學反應的實時檢測方法，通過余氯與電極的電化學反應產生信號實現定量：儀器的檢測核心是余氯電極，電極通常由工作電極、參比電極與輔助電極組成，三者共同浸泡在水樣中；工作電極表面會發生電化學反應，余氯在工作電極上被還原（如游離余氯中的ClO?被還原為Cl?），同時產生微弱電流；該電流的大小與水樣中余氯濃度呈正比，余氯濃度越高，電流越強；參比電極提供穩定的基準電位，輔助電極則用于傳導電流、維持電極體系穩定；儀器的信號處理模塊會放大微弱電流信號，將其轉化為電信號，再通過校準曲線換算為余氯濃度，實現實時檢測。

電極法的優勢在于響應速度快、可實現連續在線監測，無需頻繁添加試劑，適合飲用水管網、污水處理廠等需要實時監控余氯變化的場景；但電極性能易受水樣pH、溫度、干擾物質（如硫化物、重金屬）影響，需定期維護與校準以保證精度。

二、核心結構

余氯測定儀由多個功能模塊協同組成，各模塊分工明確，共同實現水樣處理、信號檢測、數據輸出等功能，核心結構包括：

1、樣品處理模塊

樣品處理模塊負責為檢測提供符合要求的水樣，避免雜質干擾檢測結果，主要包括：

采樣與過濾組件：部分測定儀（尤其是在線型）配備采樣泵與過濾裝置，采樣泵將水樣抽取至檢測單元，過濾裝置（如濾網、濾膜）去除水樣中的懸浮物、泥沙等雜質，防止堵塞檢測通道或附著在電極/比色皿表面，影響檢測精度；實驗室型測定儀多需手動加入預處理后的水樣，部分也配備簡易過濾組件。

溫度與pH調節組件：針對電極法測定儀，部分機型內置溫度傳感器與pH調節單元，實時監測水樣溫度與pH值，通過溫度補償算法修正溫度對電極反應的影響（溫度變化會改變反應速率，導致電流波動）；若水樣pH超出適宜范圍（如pH過高或過低會影響余氯存在形態），pH調節單元可自動添加酸堿試劑調節pH，確保檢測條件穩定。

2、檢測核心模塊

檢測核心模塊是實現余氯濃度信號捕捉的關鍵，根據檢測原理分為比色檢測組件與電極檢測組件：

比色檢測組件：包含光源、比色皿、濾光片與光檢測器。光源（多為LED燈）發射特定波長的單色光（適配顯色化合物的吸收波長）；比色皿用于盛放顯色后的水樣，通常采用透明耐腐蝕材質（如石英、光學玻璃），確保光線順利穿透；濾光片進一步過濾雜散光，確保只有目標波長的光到達檢測器；光檢測器（如光電二極管、光電倍增管）將穿透水樣的光信號轉化為電信號，傳輸至信號處理模塊。

電極檢測組件：核心是余氯電極組（工作電極、參比電極、輔助電極），電極材質需具備良好的導電性與耐腐蝕性（如工作電極常用鉑、金材質，參比電極常用銀-氯化銀電極）；電極外殼包裹電極體系，僅讓電極頭部與水樣接觸，同時保護電極不受物理損壞；部分機型配備電極清洗組件（如微型毛刷、清洗液通道），定期清潔電極表面，去除污染物（如有機物附著、氧化產物堆積），維持電極活性。

3、信號處理與控制模塊

信號處理與控制模塊是儀器的“中樞”，負責信號轉化、參數控制與數據計算，主要包括：

信號處理單元：接收檢測核心模塊輸出的原始信號（比色法的電信號、電極法的電流信號），通過放大電路將微弱信號放大至可處理范圍，再通過濾波電路去除環境干擾（如電磁干擾導致的信號噪聲），得到穩定的檢測信號；隨后將信號轉化為數字信號，傳輸至數據計算單元。

控制與計算單元：內置微處理器，根據預設程序控制各模塊協同工作（如比色法中控制光源啟停、反應時間計時；電極法中控制采樣泵運轉、電極清洗頻率）；同時調用內置校準曲線，將數字信號換算為余氯濃度值，若檢測到濃度超出預設閾值（如飲用水余氯過低），會觸發報警功能（如指示燈閃爍、蜂鳴提示）。

4、顯示與數據輸出模塊

顯示與數據輸出模塊負責呈現檢測結果并支持數據存儲與傳輸，主要包括：

顯示組件：多采用液晶顯示屏（LCD），清晰顯示余氯濃度值（區分游離余氯與化合余氯）、檢測時間、水樣溫度、pH值等信息，部分機型支持觸控操作，可通過屏幕設置檢測參數（如檢測模式、報警閾值）。

數據輸出與存儲組件：配備數據接口（如USB、RS485），可將檢測數據導出至電腦、打印機（實現數據記錄與報告生成），在線型測定儀還支持無線傳輸（如4G、WiFi），將實時數據上傳至遠程監控平臺；同時內置存儲單元，可保存歷史檢測數據（如近期檢測結果、校準記錄），便于數據追溯與趨勢分析。

5、供電與外殼模塊

供電與外殼模塊保障儀器穩定運行與使用安全，主要包括：

供電組件：實驗室型測定儀多采用交流電源供電，部分便攜式機型配備可充電電池，支持現場無電源場景使用；在線型測定儀需適配工業供電標準，部分還具備備用電源（如蓄電池），防止突發斷電導致數據丟失或檢測中斷。

外殼與防護組件：外殼采用耐腐蝕、抗沖擊的材質（如工程塑料、不銹鋼），保護內部模塊不受外界環境影響（如實驗室型防液體潑濺、在線型防水防塵）；部分在線型測定儀外殼具備防爆設計，適配化工、制藥等易燃易爆場景，確保使用安全。

三、結語

余氯測定儀的工作原理圍繞“信號轉化”展開，通過比色法或電極法將余氯濃度轉化為可量化的光信號或電信號；結構設計則通過樣品處理、檢測核心、信號處理等模塊協同，實現從水樣輸入到數據輸出的完整檢測流程。不同類型的測定儀（實驗室型、便攜式、在線型）在結構細節上存在差異，但核心邏輯一致，均以“精準、穩定、適配場景”為目標，為水體余氯監測提供可靠技術支撐，保障水質安全。