水质常规五参数探头工作原理

在水环境监测领域，水质常规五参数（pH、溶解氧、电导率、浊度、温度）探头对于准确把握水质状况意义重大。本文以 DX-W100-1 在线多参数水质传感器为例，深入剖析这些参数探头的工作原理。

一、pH 探头工作原理

pH 值用于衡量水体酸碱度，是水质的关键指标之一。DX-W100-1 中的 pH 探头通常基于玻璃电极法工作。玻璃电极内部有特定 pH 值的缓冲溶液，外部是对氢离子具有选择性响应的玻璃膜。当玻璃膜与水样接触时，水样中的氢离子会与玻璃膜表面水化层中的氢离子进行交换。由于水样和玻璃电极内部溶液的氢离子活度存在差异，在玻璃膜两侧会形成电位差。根据能斯特方程，该电位差与水样中氢离子活度的对数呈线性关系，通过测量电位差，就能换算出对应的 pH 值，从而实现对水样 pH 值在 0 - 14 范围内的精准测量，测量精度可达 ±0.1，分辨率为 0.01。

二、溶解氧探头工作原理

溶解氧指溶解于水中的分子态氧，其含量是反映水体自净能力的重要指标。该传感器的溶解氧探头多采用荧光法或极谱法。以荧光法为例，探头前端有特殊的荧光物质涂层。当光线照射到涂层时，荧光物质会被激发产生荧光。水中溶解氧会与荧光物质相互作用，导致荧光强度发生变化。通过测量荧光强度的变化，并依据预先建立的溶解氧浓度与荧光强度关系的校准曲线，就能计算出水中溶解氧的含量。其测量范围为 0 - 20mg/L（0 - 200% 饱和度），测量精度为 ±2% FS，分辨率为 0.01mg/L 。

三、电导率探头工作原理

电导率用于表征水体导电能力，能反映水中溶解性盐类等电解质的含量。电导率探头一般利用电极法测量。在探头中有两个或多个电极，当给电极施加一定频率的交流电压时，电流会通过水样在电极间传导。根据欧姆定律，电导率与电流、电压以及电极间距离、水样横截面积等因素相关。在实际测量中，通过测量电流和电压，并结合探头的电极常数（与电极间距离和横截面积有关的固定参数），就能计算出电导率。其测量范围为 0 - 5000μS/cm（可扩展其他量程），测量精度为 ±1.5% FS，分辨率为 1μS/cm。

四、浊度探头工作原理

浊度用于衡量水体中悬浮颗粒对光线散射和吸收的程度，反映水体的浑浊状况。浊度探头采用光散射原理。当一束光照射到水样时，水中的悬浮颗粒会使光线发生散射。探头中的光探测器会接收散射光的强度，散射光强度与水中悬浮颗粒的数量、大小和形状等因素有关。通过测量散射光强度，并与已知浊度标准溶液的散射光强度进行对比校准，就可确定水样的浊度。该探头的测量范围是 0 - 1000NTU，测量精度为 ±3% FS 或 ±3NTU，分辨率为 0.1NTU。

五、温度探头工作原理

温度是影响水质的重要物理参数之一，对化学反应、生物活动等都有显著影响。温度探头通常基于热敏电阻原理工作。热敏电阻的电阻值会随温度发生变化，一般呈负温度系数，即温度升高时电阻值降低，反之亦然。通过测量热敏电阻的电阻值，并利用预先校准好的电阻 - 温度对应关系，就能精确计算出温度值。该传感器温度测量范围为 0 - 50°C，测量精度为 ±0.5°C，分辨率为 0.1°C。

DX-W100-1 在线多参数水质传感器集成的这五参数探头，凭借各自独特的工作原理，在不同水质监测场景中发挥着关键作用，为人们及时、准确掌握水质变化情况提供了有力支持，在河流、湖泊、饮用水水源地等诸多水质监测领域都有着不可或缺的地位。