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硅表测量原理详细拆解:从化学反应到在线监测系统

硅表通过“硅钼黄生成+还原成硅钼蓝+分光光度检测”三步反应,将水中硅酸根浓度转化为可测吸光度信号,实现0.01mg/L级

硅表通过“硅钼黄生成+还原成硅钼蓝+分光光度检测”三步反应,将水中硅酸根浓度转化为可测吸光度信号,实现0.01mg/L级甚至μg/L级的高精度定量分析。

硅表为什么采用硅钼蓝分光光度法?

核心原因在于该方法具有高灵敏度与稳定性,并被国家标准明确规定。根据《GB/T 12149-2017 工业循环冷却水和锅炉用水中硅的测定》,硅测定统一采用分光光度法,其检测范围如下:

常量硅:0.1–5 mg/L,循环冷却水、天然水

微量硅:10–200 μg/L,锅炉给水、蒸汽、凝结水

这种方法的检测下限可达到10μg/L(0.01mg/L),满足超纯水与电厂水汽品质监测需求。

硅表硅表测出来的“SiO₂”代表什么?

硅表测量的是“以二氧化硅计的可溶性硅”:

实际存在形式:硅酸(H₂SiO₃)或硅酸根

输出单位:

mg/L(常量)

μg/L(微量)

换算关系:

1 mg/L = 1000 μg/L

这也是行业统一标准,便于不同系统之间数据对比。

硅表测量原理的工程意义是什么?

硅是典型的“隐形污染物”,其危害包括:

在高温高压下形成SiO₂垢层

附着在汽轮机叶片,降低效率

清洗困难,需化学酸洗处理

工程数据显示:

硅垢厚度0.1mm即可降低热效率约3–5%

严重时导致设备停机检修

因此,精准监测硅含量是保障系统安全运行的重要手段。

硅表的核心化学反应过程是怎样的?

硅表整个测量过程可以拆解为三个关键步骤:

1、硅酸根与钼酸盐反应(生成硅钼黄)

在(27±5)℃条件下:

SiO₂(溶解态)与钼酸铵反应

生成黄色络合物“硅钼杂多酸”

2、还原反应(生成硅钼蓝)

加入还原剂(如1-氨基-2-萘酚-4-磺酸)后:

硅钼黄被还原为蓝色络合物

颜色深浅与硅含量呈正相关

3、分光光度检测(定量分析)

通过分光光度计:

测量波长:通常在660–820nm

根据朗伯-比尔定律:

A = εbc

吸光度A与浓度c呈线性关系

实现从“颜色变化”到“数值输出”的转换

硅表如何实现水质可溶性硅检测的?

以市面上常见的ERUN-ST3-C5实验室水质硅酸根测定仪与ERUN-SZ3-C5水质微量硅酸根在线分析仪为例,均基于国家标准《GB/T 12149-2017 工业循环冷却水和锅炉用水中硅的测定》规定的硅钼蓝分光光度法,通过硅酸根与钼酸盐反应生成硅钼黄,再经还原生成硅钼蓝,并利用特定波长下的吸光度实现硅含量的精准定量分析;其中,前者侧重实验室高精度离线检测,操作灵活、数据准确,后者则集成自动进样、恒温反应与连续监测功能,可实现24小时在线实时分析,二者共同具备检测下限低(可达μg/L级)、稳定性强、抗干扰能力好等特点,广泛应用于电厂锅炉水、除盐水、蒸汽及半导体超纯水等关键水质监测场景,能够有效预防硅垢沉积,保障系统安全与运行效率。

硅表以硅钼蓝分光光度法为核心,通过“显色反应+光学检测”的方式,将水中微量硅精准转化为可量化数据,兼具高灵敏度与良好稳定性。在国家标准《GB/T 12149-2017 工业循环冷却水和锅炉用水中硅的测定》的规范下,其测量范围覆盖μg/L至mg/L级,能够满足电力、化工、半导体等行业对水质监测的严苛要求。从实验室分析到在线连续监测,硅表在保障锅炉与水汽系统安全、提升设备运行效率方面发挥着不可替代的作用。