人们在生活中离不开水，因此水质的好坏成为人们非常关心的问题。在工业上，如果锅炉用水中含有大量的钙、镁离子，锅炉就容易引起爆炸事故；在农业上，如果经常给农作物施加高浓度离子的水，就可能影响作物生长；在日常生活中，如果人们饮用的水中含离子太多，就会影响人们的身体健康。本文向读者介绍一个简易水质检测器，利用它可以迅速地对水中的离子浓度作一个初步的测定，以决定水是否可以用。
电路原理
电路图见图1，使用方法见图2示意图。我们知道，洁净的水电阻较大，随着水中离子浓度的提高，水的电阻将变小。离子浓度越高，电阻则越小。根据这一特点，我们设计了图1那样一个电路，图中关键性的一个器件就是探头J。探头J的形状及加工尺寸如图2b所示，它是由两块金属板相隔一定距离（彼此之间绝缘）制成的。使用时，将探头插入被测水中，一直伸到探头上的水平线处为止。这样，在探头尺寸一定、两块金属板之间的间隔距离一定条件下，如果被测水中一种水为标准水（即水质较好，可以用），另一种水为含离子较多的水，那么含离子较多的水的探头两极板之间的电阻较小。
图1电路的输入级采用场效应管放大，输入阻抗很高，可以与探头相匹配。在测试标准水时，通过调整图1中的W\(_{1}\)，使BG1的G极电位为1.8V，此时BG\(_{1}\)D极电位为5V，S极电位为4.2V。这时BG1D、S极之间的电位差为5-4.2=0.8V，这一个电位差加到BG\(_{2}\)的b、e极之间，使BG2导通，红色发光二极管D\(_{1}\)点亮，以说明水可以用。此时调整W2阻值，使绿色发光二极管D\(_{2}\)刚刚不亮；如果探头改插到离子浓度较大的水中（不能用的水），由于探头极板之间的电阻减小，BG1G极的电位提高，例如G极电位提高到3.4V，此时BG\(_{1}\)更加导通，流过管子的电流加大，因D、S极间的电位差变小，使得BG2截止，红色发光二极管D\(_{1}\)熄灭。因流过W2支路的电流加大，W\(_{2}\)两端电位差增加，所以晶体管BG3导通，绿色发光二极管D\(_{2}\)点亮，表明被测水不能用。这样，通过两种颜色发光二极管的亮或灭，就可粗略判断被测水质的好坏了。
制作与调试
探头J的加工尺寸见图2b，它可以用两块厚1mm、长150mm、宽25mm的铜箔板制成。如图所示，在120mm处绘上水平线，铜箔面朝里，面对面。从两块铜箔板的顶端分别引出两根引线。铜箔面应镀银，以保持导电性能良好。使用完后必须将铜箔板上的水擦干净。
BG\(_{1}\)为场效应管，管子的漏电流应很小，直流反向电阻应大于10\(^{7}\)Ω；BG2为β＞60、耐压大于10V的硅管，可选3DG、3DK系列；BG\(_{3}\)为β＞50、耐压＞10V的锗管，选3AX系列，管子的漏电流应尽量小，否则会导致发光二极管在应该熄灭的时候总有余光。
线路印刷电路板见图3。电路中的各元器件应按图1所给出的数值进行选配。组装无误后可接通电源进行调试。当探头尚未插入水中时，先测量机器的总电流，应为11mA左右，此时红色发光二极管应点亮。如果不亮，应检查线路，看看是否接错了，或者是把发光二极管的极性接反了。上述要求达到以后，可将探头插入合格的水中，一直将探头插入水中到水平线处（见图2a）为止。这时调节W\(_{2}\)，使绿色发光二极管达到刚要亮（还没有亮）的临界状态，然后调W1，使红色发光二极管达到刚刚亮的临界状态。之后，将探头放入离子浓度较大的待净化处理的水中，探头的两极板放到如图2所示的标准线为止，此时应该是绿灯亮、红灯灭。当将水用离子交换树脂或活性炭、明矾等净化处理后，离子浓度会降低，当降低到满足要求后（与标准水相比），红灯应发亮，绿灯应熄灭。如果水经多次处理后绿灯仍点亮，红灯仍不亮，则说明用于净化处理的物质质量不好。（郑祥泰 洪麟）