近年来,水体污染事件频发,水体富营养化已经成为备受世界关注的问题。水体中氨氮(NH3-N)的含量与水体富营养化有着密不可分的关系,氨氮含量的变化可以客观的反应水体受污染的程度。目前市场上氨氮在线监测仪多采用纳氏试剂分光光度法和氨气敏电极法。然而,纳氏试剂分光光度法存在试剂配制复杂,所用试剂有剧毒,检测周期长,易受离子、浊度、色度等因素干扰等问题。氨气敏电极法则不受这些因素的影响,使用市场正在逐年扩大。但氨气敏电极易受到温度,空白电位值等因素的影响。因此针对以上问题,在传统氨气敏电极法的基础上,本文在已开发的一套免化学试剂的氨氮在线检测装置的基础上,对仪器进行了优化和改进,进一步提高了检测精度,降低了设备的维修率。本文的研究成果主要由以下几个方面组成。1)在氨气敏电极法的基础上,针对传统氨气敏电极法测氨氮都需要加入氢氧化钠试剂,运行成本高、易引起腐蚀等问题,根据氨气敏电极不受其他离子影响的特性,提出了电渗析自来水制取强碱性水取代氢氧化钠试剂的方案,利用PLC和触摸屏控制氨氮在线监测系统的操作和运行,上位计算机进行数据存储和管理以及实现远程监控等功能。并与国标法进行对比误差在7%以内,满足了水质氨氮在线监测的需要。2)分别从装置的检测流程,硬件结构,以及系统参数进行了进一步的研究。通过实验分析了电渗析电流、电渗析时间、光照、空气等因素对电渗析过程的影响,得出了最佳的电渗析方案。针对检测过程以及清洗过程中出现的问题,提出了改进措施,优化了仪器的设计方案和工作参数。与优化前相比,缩短了检测周期,提高了氨气敏电极膜、离子交换膜的使用寿命达到了三个月,检测精度从7%提高到5.5%以内。3)进一步研究发现,氨气敏电极的输出电位受到氨氮浓度、温度、压强、空白电位值、搅拌速度等因素的共同影响。分析了各个因素与输出电位之间的关系,设计了正交试验方案,根据能斯特方程,采用多元回归分析的方法,建立了氨气敏电极的输出电位与氨氮浓度、温度、空白电位值之间的关系模型,并对模型的准确性进行了验证,实际水样测量误差均在5%以内,并提高了数据的稳定性和重现性。4)基于GPRS网络,利用LABWIEW软件建立了多台氨氮在线监测装置的联合监控,实现了多台氨氮在线检测仪的数据传输和远程控制功能。