)。氨分子和水分子发生反应，生成一水合氨(NH3· H2O，又称氢氧化铵，为一元弱碱)：
一水合氨电离为铵根离子和氢氧根离子：
在线氨氮分析仪主要采用离子选择性电极法和湿化学分析仪法进行氨氮测量。
1、离子选择性电极法
离子选择性电极(Ion Selective Effect，ISE)的核心部件是覆膜，用于选择测量的离子。覆膜带离子载体，特定种类的离子(例如：氨氮或硝氮)可以选择性“迁移”通过覆膜，随后到达电极。离子迁移完成后，电荷发生变化，产生电位，电位值与离子浓度对数成比例关系。恒定电位的参比电极用于测量电位，并基于能斯特方程(Nernst)计算离子浓度。基于电位法测量原理，测量结果不受色度和浊度的影响，离子选择性电极测量过程中不需要试剂、不产生废液，也不需要独立的采样和预处理系统，属于真正意义上的在线测量。离子选择性电极法的测量原理和电极的结构如图所示。
温度和pH值对于离子选择性氨氮的测量影响较大，微小的波动会引起氨氮示值的偏差， 因此需要对氨氮传感器进行温度和pH值补偿。氨氮是指水体中的游离氨分子和铵根离子的总和，二者在水中存在化学平衡，其平衡取决于水体的pH值，离子选择性电极测量的是铵根离子的浓度，通过pH值补偿计算得到总的氨氮浓度。
2、湿化学分析仪法
氨氮的湿化学分析方法种类大致可以分为两种：氨气逐出法和分光光度法。氨气逐出法又分为氨气敏电极法和pH比色法，分光光度法又分为水杨酸钠法和纳氏试剂法两种。
氨气逐出法利用了氨氮在碱性环境下化学平衡向氨分子方向推进的反应特性，利用空气吹脱装置将氨分子吹脱至独立的腔室中，利用氨气敏电极测量氨氮浓度，或者利用氨气溶解于水中pH值变化的特性，通过特定的显色剂测量氨氮浓度。氨气逐出法测量过程中需要消耗碱化剂和显色剂，其优点是不受水体浊度和色度的影响，但是水体中的有机胺在强碱作用下易转化为氨氮导致测量值的偏差，同时该方法在氨氮浓度较低时，氨气吹脱的转换率偏低导致测量偏差。由于受到相关国家相关水质监测标准的限制，这两类仪表在油气化工行业应用近年来逐渐趋小。
分光光度法基于传统的实验室氨氮测量方法，水样经过过滤预处理后被泵送至混合器反应腔室中，按照指定混合比例精确加入专用显色剂产生化学反应。反应结束后，试样显现为某种特定颜色。光度计测量试样或着色溶液在特定波长处的吸光度。分析波长及其相互关系与特定参数相关。基于比例关系，总吸光度直接代表试样中分析参数的浓度。为了对浊度和污染、LED光源老化产生的干扰进行补偿，进行实际测量前首先进行参比测量，从测量信号中减去参考信号。
水杨酸钠法和纳氏试剂法的试剂、反应时间以及测量波长不同。其中纳氏试剂的试剂中包含高浓度的碘化汞，碘化汞毒性较高，因此纳氏试剂法在测量较为频繁的在线测量应用中使用较少。
氨氮分析仪的应用
当前，氨氮已成为水体的主要污染物之一，氨氮分析仪广泛应用于地表水、地面水、污水和工业废水的测定。同时为改善水质污染状况， 国家进一步强化了排放标准，设置了氨氮消减目标，在线污染源自动检测系统在原有安装COD等分析仪表的基础上，增加设置氨氮分析仪的要求。
