基本介紹
- 中文名：離子分析儀
- 外文名：Ion analyzer
- 作用：檢測樣本中檢測氟離子
- 目的：保護水環境
- 工作原理：主要採用離子選擇電極測量法
- 領域：工程技術
元素離子分析,用途,工作原理,研究過程,性能特點,操作方法,維護保養,注意事項,
元素離子分析
元素離子分析是指根據樣品不同特點選定不同分析方法進行分析測試，以得到樣品中元素或離子的種類和含量，實現樣品中元素或離子種類和含量的分析，滿足客戶對元素離子分析的要求。
用途
為了保護水環境，必須加強對污水排放的監測。檢測點的設計和檢測儀表（主要是水質分析儀、離子分析儀）的質量對水環境監測起著至關重要的作用。
離子分析儀能簡便、快速地定量檢測水中氟離子、硝酸根、PH、水硬度（Ca2+、Mg2+離子）、K+、Na+等離子，以及各種污染物的準確濃度。
工作原理
離子分析儀主要採用離子選擇電極測量法來實現精確檢測的。儀器上的電極：氟、鈉、鉀、離子鈣、鎂、和參比電極。每個電極都有一離子選擇膜，會與被測樣本中相應的離子產生反應，膜是一離子交換器，與離子電荷發生反應而改變了膜電勢，就可檢測液，樣本和膜間的電勢。膜兩邊被檢測的兩個電勢差值會產生電流，樣本，參考電極，參考電極液構成“迴路”一邊，膜，內部電極液，內部電極為另一邊。
內部電極液和樣本間的離子濃度差會在工作電極的膜兩邊產生電化學電壓，電壓通過高傳導性的內部電極引到到放大器，參考電極同樣引到放大器的地點。通過檢測一個精確的已知離子濃度的標準溶液獲得定標曲線，從而檢測樣本中的離子濃度。
溶液中被測離子接觸電極時，在離子選擇電極基質的含水層內發生離子遷移。遷移的離子的電荷改變存在著電勢，因而使膜面間的電位發生變化，在測量電極與參比電極間產生一個電位差。
1、一般常用電極結構
電極特點：氟電極是一種玻璃毛細管電極用來測定液體樣本中的鈉離子濃度，主要結構：
電極套：透明塑膠。
測量毛細管：鈉敏感玻璃。
電極室 ：密封的，內充滿鈉電極液。
電極芯：Ag、Agcl
2、鈉電極
特點：鈉電極是一種玻璃毛細管電極用來測定液體樣本中的鈉離子濃度，主要結構：
電極套：透明塑膠。
測量毛細管：鈉敏感玻璃。
電極室 ：密封的，內充滿鈉電極液。
電極芯：Ag、Agcl
3、鉀電極
特點：鉀電極是一種膜電板，也是用來測量樣本中的鉀離子濃度，主要結構：
電極套：透明塑膠。
測量毛細管：鉀離子敏感膜。
電極室：密封的，內充滿K+液。
電極芯：Ag/Agcl
4、參比電極
特點：參比電極是連線樣本和信號地的一個裝置。主要結構：
參比電極由兩部分組成： 參比電極套和參比電極芯。參比電極套中的參比液在以參比電極芯與樣本之間形成一個鹽橋，每次測量開始時，參比液被注入參比電極套中，同時有一小部分參比液由玻璃毛細管中滲入測量室 ，從而在樣本和參比電極芯之間形成鹽橋，參比電極芯在電信號地和參比液之間形成迴路。
測量過程：離子選擇式電極，電極內含有已知離子濃度的電極液，通過離子選擇電極膜與樣本中相應離子相互滲透，從而在膜的兩邊產生膜電位，樣本中離子濃度不同，產生的電位信號的大小也不同，通過測量電位信號大小就可以測知樣本中離子的濃度。
電極內液與樣本之間的離子濃度差使電極膜產生電化學電位，這個電位可由電極取出，輸往放大器的輸入端，放大器的另一個輸入端與參比電極連線並接地，電極電壓可進一步放大。形成電壓差，決定著被測樣本的離子濃度。
研究過程
電極溶液中被測離子接觸電極時，在離子選擇電極膜基質的含水層內發生離子遷移。遷移離子的電荷改變存在著電勢，因而使膜面間的電位發生變化；在測量電極與參比電極間產生一個電位差。理想的離子選擇性電極對溶液中所要測定的離子產生的電位差，應符合能斯特（Nernst）方程： E=E0+ log10a(x) E：測得的電位 E0：標準電極電位（常數） R：氣體常數 T：絕對溫度 Z：離子價 F：法拉第常數 a(x)：離子的活度
可見測得的電極電位和“X”離子的活度的對數成比例，當活度係數保持恆定時，電極電位與離子濃度（C）的對數也成比例，以此來求出溶液中離子的活度或濃度。
生產氟離子、硝酸根、PH、水硬度（Ca2+、Mg2+離子）、K+、Na+多參數（多項）離子分析儀廠家國內較少。
性能特點
1、全自動系統2點定標，性能穩定測值精確。
2、可全天候對樣本進行檢測，24小時實時監控，並可任意設定時間段保存並列印結果。
3、可多參數/單/多項（氟離子、硝酸根、PH、水硬度（Ca2+、Mg2+離子）、K+、Na+等離子）同時檢測並列印結果，測試速度快（>60秒/次）
4、全中文操作界面操控性強，超大LCD液晶屏。
5、可批量傳輸數據，通過RS-232C標準口或USB2.0標準口將檢測結果在實驗室共享，並配置資料庫管理軟體，方便查詢，實時共享。數據與計算機通信，可實時進行數據交換、備份。
操作方法
1、儀器開機進入系統自檢，檢測各主要部件的功能是否正常，如：儀器主機板、印表機、液路檢測（由液檢器完成）、分配閥及閥檢器等，可智慧型識別判斷故障，自動提示。
2、進入活化電極程式，具有電極活化計時功能，精確把握活化時間，以提高電極的使用壽命，確保電極穩定性。時間為30分鐘倒計時，可按NO鍵直接退出活化電極程式。
3、進入主選單，首先進行電極定標，通過定標確保儀器穩定性。
4、選擇水樣分析，經5次以上的質控測試後，可自動生成、列印質控報告，計算出所做質控次數的平均值、標準偏差、變異係數。
5、智慧型液體檢測程式，確保進樣及測量準確， 測量過程自動提示，您方便的嚮導， 可24小時待機，在待機狀態能自動保養，有自動正反衝洗功能， 簡短的液路，獨有正反衝洗自動定標及沖洗管道系統，杜絕交叉污染。
6、30孔位自動進樣系統，設有質控M孔位及廢液孔位W位。一次可檢測30個標本。
7、自動列印、手動列印可選，節約列印紙。報告單：綜合信息報告，可設定參考範圍值及列印。
8、採用美國井口壓緊式動力泵管，增長泵管使用壽命。
9、測量方法：離子選擇性電極（ISE）直接法。
10、檢測項目：氟離子、硝酸根、PH、水硬度（Ca2+、Mg2+離子）、K+、Na+等項目。
維護保養
離子電極法自二十世紀八十年代隨著感測技術和微機技術的普及和發展而發展起來的，是一種快速、準確、方便、實用的檢驗設備。
1、當出現檢測器失效時如何解決
檢測器失效時的原因有4種：
①檢測器的插頭與主機板座鬆了；
②檢測器本身壞了；
③閥芯上的固定螺釘與電機轉動軸未緊固到位；
④閥芯本身太緊不能轉動。檢查的順序依次為③-①-④-②。
2、吸樣不暢的原因及處理方法
吸樣不暢的原因主要有以下4種，沿著“由簡單到複雜”的思路來檢查：
①檢查管路各個接口（包括電極之間的連管、電極與閥之間、電極與泵管之間）的連管有無漏氣，此種現象表現為不吸樣；
②檢查泵管是否粘連或過於疲勞，此時應更換新泵管。現象表現為泵管發出異常聲音；
③各管道內尤其是各接頭處有蛋白沉澱，此種現象表現為液流速度過程定位不穩，即使換了新泵管也是一樣，解決辦法為取下各接頭用水清洗乾淨；
④閥本身有問題，要仔細地檢查。
注意事項
儀器後箱內220V電壓對人身安全有危險性，在沒有拔除電源插頭以前，千萬不要打開儀器後蓋。 用戶使用過程中注意防潮。
