硬度在线分析仪的测量原理

目前，市场上有多种硬度在线分析仪。从测量原理上看，主要有比色法、滴定比色法和离子选择电极法三种。
比色原理
通过单波长比色法确定样品中钙 + 镁的浓度。样品与钙镁指示剂和缓冲液发生反应，此时溶液会变色。用比色计在 520nm 处测量吸光度，吸光度与硬度成线性比例。由于是间接测量，因此需要两次标准校准来确定偏移和斜率值
特点：测量范围宽、精度高、自动清洗、自动校准。
缺点：仪器采购成本很高（>10万），试剂多达5种，管线多，维护复杂，需要定期更换试剂（<2个月），每年耗材高。易受电子元件老化影响。
滴定比色法原理
通过滴定比色法测定样品中钙和镁的总硬度浓度。仪器的计量罐自动对样品进行定量，硬度试剂通过精密计量泵加入计量罐进行试剂滴定。每滴30微升，滴定非常准确。硬度试剂会与样品发生反应，溶液会变色。光学传感器用于检测颜色的强度并判断颜色变化的终点。总硬度的浓度可根据所消耗的试剂量得知。
特点：测量范围宽（0.5-534ppm CaCO3），自动清洗，自动校准，精度高（±5%），稳定性高（±2.5%），只需一种试剂，一瓶可测量10000次，基本维护-免费，仪器购买成本合理。几乎不受电子元件老化的影响。
离子选择电极法原理
水中的硬度浓度是通过钙/镁离子选择电极测量的。由于电极对钙/镁离子的选择性，钙和镁的浓度与电极测量的电位直接相关。由于此方法是间接测量，因此必须进行校准。
特点：仪器采购成本低，响应时间快。
缺点：准确度低，检出限高，易受离子影响，电极寿命短（一般几个月，电极成本高）)，无法进行自动清洁和自动校准。