全自动凯氏定氮仪系列篇(2)——颜色检测器的讨论

发布：2025-07-24　点击：236

在上一篇我们讨论了全自动凯氏定氮仪的滴定精度，其中提到检测器灵敏度，间接影响滴定精度，本文将对检测器进行讨论。

☆国标中的颜色判断方法：在国标GB5009.5-2025的凯氏定氮法中，使用指示剂作为滴定终点颜色判断的依据：紫红色/浅灰红色；在传统手动凯氏定氮仪中可以利用人眼直接通过滴定过程中颜色的变化来进行判断，虽然每个操作人员的认定标准略有差别，但只要保证空白和样品之间的认定标准基本一致，则产生的误差很小；在全自动凯氏定氮仪中，则通过颜色检测器自动判断滴定过程的终点。

☆颜色检测器的原理：颜色的三基色是红、绿、蓝，其它颜色都是通过不同比例混合而产生的，其对应国标方法中规定的指示剂：甲基红、溴甲酚绿、亚甲基蓝；在全自动凯氏定氮的滴定过程中，仪器实时检测三基色的变化情况，对于甲基红/溴甲酚绿的混合指示剂，由于不会出现蓝色成分的变化，仪器则只关注红色和绿色比例的变化，国标中要求的终点颜色紫红色，相对应绿色/红色二者之间一个固定的比例值，此值显示的颜色与手动人眼判断的颜色一致并吻合；对于甲基红/亚甲基蓝的混合指示剂，由于不会出现绿色成分的变化，则只关注红色和蓝色比例的变化；国标中要求的终点颜色浅灰红，则对应蓝色/红色的一个固定值。

☆一代颜色检测器：滤光片方法，滴定池顶部使用日光管或者LED灯照射滴定池液体，在底部放置两个或者四个滤光片，检测白光穿过滴定液体通过滤光片后的光强度，检测的电信号通过放大器传输到仪器主板，通知滴定器添加标准酸，并维持滴定终点的颜色；为了提高颜色的分辨率和灵敏度，一般采用对称的四象限颜色检测器。一代检测器成本较低，但受光源的亮度和位置及其照射角度影响较大，每次清洗滴定池后需要调整检测器的位置，以保证光源照射到四个检测器上的强度一致，操作非常麻烦；有时候也会发生颜色漂移，需定期检查和校正。

☆二代颜色检测器：随着集成电路和芯片技术的快速发展，颜色检测器采用CMOS技术，被集成成一个微小的芯片，放置在滴定池底部， 直接测量出颜色三基色的值，其颜色值的灵敏度大大提高，其维修方便，光源位置和更换对终点的判断无任何影响；滴定池拆卸和清洁后，无需进行校正和调节。

随着颜色检测器的技术更新和提高，微小的颜色变化就能识别出来，同时也能带动滴定系统的滴定精度提高，在接近颜色终点的时候滴定体积非常缓慢增加，这样定氮仪的空管空白会更加稳定，硫酸铵的仪器回收率重复性更好，样品测量结果更准确。

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