1 / 22
溶解氧测试仪的原理
水体溶解氧的检测方法及原理
Elemtron公司溶解氧测试仪
标准型溶解氧测试仪
溶解氧测试仪的产品
[编辑本段]溶解氧测试仪的原理
在污水处理过程中，通过增加污水中的氧含量使污染物通过活化泥浆被分解出来，达到污水净化的目的，测量氧含量有助于确定最佳的净化方法和最经济的曝气池配置。在生物发酵过程中氧含量的测量数据可对工艺过程进行指导，如判断发酵过程的临界氧浓度、发酵罐的供氧能力以及菌体的活性和菌体的生长量等，并根据发酵时的供氧和需氧变化来指导补料操作。
一、溶解氧分析仪测量原理氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。溶解氧分析仪传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及氯化钾或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上
0."6～
0.8V的极化电压时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子，产生电流，整个反应过程为：
阳极Ag+Cl→AgCl+2e-阴极O2+2H2O+4e→4OH-根据法拉第定律：
流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比，在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。
二、溶解氧含量的表示方法溶解氧含量有3种不同的表示方法：
氧分压(mmHg)；百分饱和度(%)；氧浓度(mg/L或10-6)，这3种方法本质上没什么不同。
2 / 22
(1)分压表示法：
氧分压表示法是最基本和最本质的表示法。根据Henry定律可得，P=(Po2+P H2O )³
0."209，其中，P为总压；Po2为氧分压(mmHg)；P H2O为水蒸气分压；
0.209为空气中氧的含量。
(2)百分饱和度表示法：
由于曝气发酵十分复杂，氧分压不能计算得到，在此情况下用百分饱和度的表示法是最合适的。例如将标定时溶解氧定为100％，零氧时为0％，则反应过程中的溶解氧含量即为标定时的百分数。
(3)氧浓度表示法：
ProductsSolutionsServices
操作手册
CM14变送器，与溶解氧传感器搭配使用BA01033C/28/ZH/03.19714872492019-12-31固件版本号：不低于02.01.CM14目录
Endress+Hauser3目录
1安全指南.........................41.1工作场所安全.......................41.2人员要求...........................41.3操作安全...........................41.4指定用途...........................41.5技术更新...........................51.6返厂...............................51.7安全图标和符号说明.................5
2标识..............................72.1设备名称...........................72.2供货清单...........................72.3证书和认证.........................8
3安装..............................93.1到货验收、运输、储存...............93.2安装条件...........................93.3外形尺寸...........................93.4安装步骤...........................93.5安装后检查........................10
4接线............................114.1连接变送器........................124.2连接后检查........................13
水质 溶解氧的测定
电化学探头法
采用一种用透气薄膜将水样与电化学电池隔开的电极来测定水中溶解氧的方法。
根据所采用探头的不同类型，可测定氧的浓度(mg／L)，或氧的饱和百分率(％溶解氧)，或者二者皆可测定。本方法可测定水中饱和百分率为0％至100％的溶解氧。可是，大多数仪器能测定高于100％的过饱和值。本方法不但可以用于实验室内的测定，还可用于现场测定和溶解氧的连续监测。本方法适于测定色度高及混浊的水，还适于测定含铁及能与碘作用的物质的水，所有上述物质会干扰用碘量法的测定。一些气体和蒸气象氯。二氧化硫、硫化氢、胺、氨、二氧化碳、溴和碘能扩散并通过薄膜，如果上述物质存在，会影响被测电流而产生干扰。样品中存在其他物质，会因引起薄膜阻塞、薄膜损坏或电极被腐蚀而干扰被测电流。这些物质包括溶剂、油类、硫化物、碳酸盐和藻类。
适用范围
本方法适用于天然水、污水和盐水，如果用于测定海水或港湾水这类盐水，应对含盐量进行校对。
2 原理
方法所采用的探头由一小室构成，室内有两个金属电极并充有电解质，用选择性薄膜将小室封闭住。实际上水和可溶解物质离子不能透过这层膜，但氧和一定数量的其他气体及亲水性物质可透过这层薄膜。将这种探头浸入水中进行溶解氧测定。
因原电池作用或外加电压使电极间产生电位差。由于这种电位差，使金属离子在阳极进入溶液，而透过膜的氧在阴极还原。由此所产生的电流直接与通过膜与电解质液层的氧的传递速度成正比，因而该电流与给定温度下水样中氧的分压成正比。
因为膜的渗透性明显地随温度而变化，所以必须进行温度补偿。可采用数学方法(使用计算图表、计算机程序)；也可使用调节装置；或者利用在电极回路中安装热敏元件加以补偿。某些仪器还可对不同温度下氧的溶解度的变化进行补偿。
3 试剂
在分析过程中，仅使用公认的分析纯试剂和蒸馏水或纯度相当的水。
无水亚硫酸钠(Na2SO3)或七水合亚硫酸钠(Na2SO3·7H2O)。
光效辅助溶解氧传感器检测原理及工艺优化
溶解氧（DO）是水体中溶解的氧气分子的浓度，它是评估水质的重要指标之一。传统的溶解氧传感器通常基于电化学氧化还原反应测量DO，但这种方法存在一些缺点，如腐蚀性强、响应时间慢、易受污染等。在光电子技术的快速发展下，光效辅助溶解氧传感器逐渐成为研究热点。本文将详细介绍光效辅助溶解氧传感器的检测原理，并探讨工艺优化的方法。
光效辅助溶解氧传感器是一种利用荧光测量原理进行溶解氧检测的传感器。其基本原理是通过溶解氧与荧光探针发生作用产生荧光强度变化，并通过测量荧光强度变化来间接测量溶解氧浓度。具体的工作原理如下：
首先，传感器中的荧光探针会与氧气分子发生反应，从而产生荧光。具体而言，荧光探针通常是一种荧光染料，其分子结构中含有金属离子或稀土离子。当溶解氧与荧光探针接触时，氧气会进入荧光探针分子中，并与金属离子或稀土离子发生氧化还原反应，引起荧光的猝灭或增强。
其次，猝灭或增强后的荧光强度可以通过光电转换器件转换为电信号。光电转换器件通常使用光敏二极管或光电二极管等光敏元件，将荧光信号转换为电信号。这个过程需要一个合适的激发光源，通常使用LED或激光二极管等发光二极管作为激发光源。 最后，通过对电信号的处理和分析，可以得到溶解氧浓度的数值。电信号通常经过放大、滤波和数据处理等步骤，最终通过显示设备或计算机软件显示或记录溶解氧浓度的结果。
光效辅助溶解氧传感器的工艺优化对于提高溶解氧测量的准确性和稳定性至关重要。以下是一些用于工艺优化的方法：
首先，选择合适的荧光探针。荧光探针的选择应考虑其对氧气的响应灵敏度、选择性和稳定性等因素。一般而言，荧光探针的响应灵敏度越高，其对溶解氧的检测精度和范围越大。
其次，优化光电转换器件的性能。光敏元件的选择和使用条件会影响传感器的灵敏度和响应时间等性能指标。确保光电转换器件的灵敏度足够高，以确保溶解氧浓度的准确测量。
此外，优化光源的选择和激发光源的波长是提高传感器性能的关键步骤之一。选择合适的激发光源和荧光探针的吸收峰相匹配，可以提高探针的激发效率和荧光信号的强度。
