水質傳感器是水質監測系統的核心感知單元，其作用是將水體中的物理、化學或生物參數轉化為可測量的電信號或光信號。根據檢測原理不同，主流水質傳感器主要分為電化學型和光學型兩大類，各自適用于不同參數與場景。
電化學傳感器基于電極與水樣之間的電化學反應進行測量。以pH傳感器為例，其核心為玻璃電極與參比電極組成的原電池結構，當玻璃膜接觸水樣時，氫離子在膜表面形成電位差，該電位與pH值呈能斯特方程關系，通過高阻抗放大器轉換為電壓信號輸出。溶解氧(DO)電化學傳感器則利用氧在陰極被還原產生電流，電流大小與氧濃度成正比。此類傳感器結構成熟、成本較低，但易受溫度、流速及電極老化影響，需定期校準和維護。
光學傳感器則依賴光與物質的相互作用，具有非接觸、抗干擾強、壽命長等優勢。例如，熒光法溶解氧傳感器通過激發特定熒光染料，測量其因氧分子猝滅導致的熒光強度或壽命變化，從而反演DO濃度；濁度傳感器采用90°散射光或透射光原理，通過光電二極管檢測懸浮顆粒對入射光的散射程度；而紫外-可見(UV-Vis)吸收光譜技術則廣泛用于COD、硝酸鹽、有機物等參數檢測——不同物質在特定波長下有特征吸收峰，結合朗伯-比爾定律即可定量分析。
近年來，兩類技術呈現融合趨勢。例如，部分氨氮傳感器結合離子選擇性電極與光學比色法，提升選擇性與穩定性；同時，微流控、納米材料和MEMS工藝的引入，使傳感器更微型化、低功耗且集成度更高。
無論采用何種原理，現代水質傳感器普遍集成溫度補償、自診斷和數字輸出(如RS485、Modbus)功能，并支持與物聯網平臺對接，實現遠程實時監控。
綜上，從電化學到光學檢測，水質傳感器正朝著高精度、多參數、智能化方向演進，為水環境精準感知提供堅實技術基礎。
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