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一文读懂:主流水质传感器有哪些类型

在水环境监测、饮用水安全保障及工业废水处理领域,水质传感器作为前端感知核心设备,其性能直接决定数据获取的准确性与时效性。

在水环境监测、饮用水安全保障及工业废水处理领域,水质传感器作为前端感知核心设备,其性能直接决定数据获取的准确性与时效性。水质监测领域研究人员指出,不同类型的水质传感器依托差异化工作原理,可精准捕捉水体关键参数,为污染预警与治理决策提供支撑。目前行业内主流类型包括 pH 传感器、电导率传感器、浊度传感器、溶解氧传感器、COD 传感器及氨氮传感器,各类设备在原理与应用场景上各具特性。

pH 传感器是监测水体酸碱特性的核心设备,水质监测技术人员通过将氢离子玻璃电极与参比电极组成原电池设计而成,当玻璃膜与溶液中氢离子发生离子交换时,测量两电极间电位差即可确定 pH 值。其量程覆盖 0~14pH,分辨率 0.01pH、精度 ±0.1pH,适应 0~65℃工作温度,同时配备 NTC 自动温度补偿功能使得温度干扰降。该传感器采用浸入式安装与 3/4" NPT 螺纹固定,防护等级 IP68,定期两点校准可维持精度,适用于河流、饮用水源地等场景的 pH 实时监测。

电导率传感器用于反映水体离子含量,工程技术人员在其内部设置平行极板并施加正弦波电势,通过监测极板间电流计算电阻,再依据电导率与电阻的倒数关系得出测量值。其量程可覆盖 0~200mS/cm(含多区间适配),精度 ±1.5% F.S.,接液材质多为 ABS 或 SUS316L,同时配备 Pt1000 自动温度补偿元件。该传感器功耗低于 0.5W,支持 RS-485 (Modbus/RTU) 信号输出,采用浸入式安装,适用于工业废水、农业灌溉水的离子浓度监测。

浊度传感器采用散射光式测量法,环境监测工程师通过向水样发射光束,捕捉悬浮颗粒物产生的垂直方向散射光强度,并与内部标定值比对计算浊度。其量程 0~20.00NTU,分辨率 0.01NTU、精度 ±5% 或 ±1NTU,适应 0~50℃工作环境,配备 Pt1000 温度补偿功能。该传感器防护等级 IP68,浸入式安装配合 3/4" NPT 螺纹固定,适用于自来水厂、景观水体的浊度监测,定期两点校准可避免颗粒物附着影响精度。

溶解氧传感器基于荧光猝熄原理设计,技术研发人员在其内部设置 LED 蓝光光源,照射荧光帽内荧光物质后激发红光,通过检测红光与蓝光相位差计算氧分子浓度。其量程 0~20mg/L(0~200% 饱和度),分辨率 0.01mg/L、精度 ±2% F.S.,适应 0~45℃工作温度,外壳采用 POM 与 316L 不锈钢增强耐腐蚀性,荧光帽正常使用寿命达一年。该传感器支持 RS-485 信号输出,适用于湖泊、水产养殖水体的溶解氧监测。COD 传感器利用有机物对 254nm 紫外光的吸收特性工作,科研人员通过测量该波长下的吸收度实现有机污染物总量监测,无需化学试剂因而减少二次污染。其 COD 量程 0-100mg/L(以 KHP 为基准),精度 ±5% F.S.、分辨率 0.1mg/L,可同步监测浊度(0-100NTU),适应 0~45℃工作环境。该传感器防护等级 IP68,浸入式安装,适用于工业园区废水口、污水处理厂出水的 COD 浓度监测。

氨氮传感器采用离子选择性电极技术,水质分析人员将测量电极与参比电极组成原电池,当电极接触铵离子溶液时,敏感膜产生与离子活度相关的膜电势,依据能斯特公式得出氨氮浓度。其量程 0~100.00mg/L(NH4-N 计),精度为测量值 ±10% 或 ±2mg/L(取较大值),内置温度补偿功能。该传感器防护等级 IP68,适用于水库、污水处理厂的氨氮监测,尤其在水体富营养化预警中作用显著。

从应用共性来看,主流水质传感器防护等级普遍达 IP68 以适应水下长期工作,信号输出多采用 RS-485 (Modbus/RTU) 协议确保数据稳定传输,安装以浸入式为主并适配多样化固定结构。随着物联网技术发展,这些传感器正向低功耗、高集成度方向升级,与云平台协同构建高效监测,为水环境治理提供更全面的技术支撑。