단일 채널 염소 이온 수질 센서는 전기 화학 또는 광학 원리에 기반하여 염소 이온의 작용으로 생성 된 전기 신호 또는 광 신호 변화를 측정하여 농도를 측정합니다. 그 측정 방법은 다음 두 가지로 요약 될 수 있으며 교정, 조작 규범 및 데이터 분석과 결합하여 결과가 정확한지 확인해야합니다.
1. 전기화학측정법
전극법
원리: 센서 내장 감응 전극 (예: 은/염화 은 전극) 과 비교 전극, 염소 이온은 전극 표면 물질 (예: 은 이온) 과 산화 환원 반응을 일으켜 전위차 또는 전류 변화를 일으킨다.전위차나 전류 크기는 염소이온 농도와 선형 관계로 전기신호 변화를 측정해 농도를 추산한다.
작업 단계:
교정: 표준 염소 이온 용액 (예: 10mg/L, 100mg/L) 을 사용하여 센서를 두 점 교정하여 전기 신호와 농도의 대응 관계가 정확한지 확인합니다.
측정: 센서를 측정 대기 샘플에 담그고 신호가 안정되면 판독을 기록합니다.
세척: 측정이 완료된 후 이온제거수로 전극을 씻어 잔류물이 후속 측정을 방해하지 않도록 한다.
특징: 응답 속도가 빠르고 (일반적으로 <1분) 안정성이 좋으며 대량의 물 샘플 모니터링 (예: 상수도 공장, 하수 처리 공장) 에 적용됩니다.
막법
원리: 센서 표면은 선택적 침투막을 덮고 염소이온은 막을 통해 내부 전해질과 작용하여 막의 전하 분포나 전도율을 변화시키고 나아가 전신호 변화를 통해 농도를 측정한다.
조작 절차: 전극법과 유사하지만 정기적으로 필름의 완전성을 검사하여 파손으로 인한 측정 오차를 피해야 한다.
특징: 간섭에 강하고 복잡한 수질 (예를 들어 기물이나 중금속이 함유된 물샘플) 에 적합하다.
2. 광학 측정법
분광 광도법
원리: 염소이온과 특정 시약의 반응을 이용하여 유색화합물을 생성하고, 특정 파장(예: 480nm)에서의 화합물의 흡광도를 측정하여 표준곡선과 결합하여 농도를 계산한다.
작업 단계:
샘플링: 측정할 물샘플을 채취하여 여과하여 부유물을 제거한다.
발색: 발색제 (예: 디페닐카바 디페닐) 를 첨가하여 반응하여 유색화합물을 생성한다.
측정: 발색된 용액을 분광광도계에 넣고 흡광도를 측정하며 표준곡선의 농도를 조사한다.
특징: 정밀도(오차<5%)가 높지만 조작이 복잡하고 시간(약 30분)이 오래 걸리며 실험실이나 고정밀 모니터링 장면에 적합하다.
형광법
원리: 염소이온과 형광탐침(예를 들어 란계배합물)이 결합된 후 형광의 강도나 수명에 변화가 발생하여 형광신호의 변화를 측정하여 농도를 측정한다.
조작 절차: 분광 광도법과 유사하지만 형광 분광기를 사용하여 측정해야 한다.
특징: 감도 (낮은 μg/L급 염소이온 검출 가능) 가 높지만 장비 비용이 많이 들어 식수원지와 같은 초저농도 염소이온 모니터링에 적합합니다.
3. 관건적인 주의사항
교정 및 유지 보수
정기적으로 표준 용액 교정 센서를 사용하여 측정 정확성을 확보합니다.
전기화학센서는 전극둔화 (예를 들면 은전극표면에 황화은이 생성됨) 를 피해야 하며 광학센서는 시약의 변질이나 광로오염을 방지해야 한다.
간섭 요소 제어
전기화학법: 물견본에 브롬이온, 요오드이온 등 교란물질이 존재하는것을 피면하고 예처리 (예를 들면 엄폐제를 넣는 것) 를 통해 교란을 제거할수 있다.
광학법: 물 샘플 pH 값 (예: 분광 광도법은 pH1-2 조건에서 반응해야 함) 을 제어하여 색상 또는 탁도가 흡광도 측정을 방해하지 않도록 합니다.
데이터 로깅 및 분석
측정 시간, 장소, 물 샘플 온도 등의 매개변수를 기록하여 이상 데이터를 쉽게 추적할 수 있습니다.
역사 데이터와 결합하여 염소 이온 농도 변화 추세를 분석하여 수질 관리에 근거를 제공한다 (예를 들어 오수 배출이 기준치를 초과했는지 판단한다).