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水質(zhì)分析儀主要采用離子選擇電極測量法來實現(xiàn)檢測的。儀器上的電極：PH、氟、鈉、鉀、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(chǎn)生反應，膜是一離子交換器，與離子電荷發(fā)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(chǎn)生電流，樣本，參考電極，參考電極液構(gòu)成“回路"一邊，膜,內(nèi)部電極液，內(nèi)部電極為另一邊。

內(nèi)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(chǎn)生電化學電壓，電壓通過高傳導性的內(nèi)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(zhì)的含水層內(nèi)發(fā)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(fā)生變化，在測量電極與參比電極間產(chǎn)生一個電位差。