溶解氧的測量方法

溶解氧是各種應用中所依賴的水質的關鍵指標。在工業水處理中，溶解氧水平可以指示導致設備腐蝕的水質問題。在水產養殖，魚類運輸和水族館應用中，要監測溶解氧，以確保水生生物在其棲息地中具有足夠的氧氣來生存，生長和繁殖。在市政水處理設施中，在曝氣水處理過程中會監測廢水中的溶解氧。

測量溶解氧濃度

水中的溶解氧濃度可以使用溶解氧傳感器連續采樣或監測。溶解氧探頭如何工作？該問題的答案取決于所用溶解氧傳感器的類型。市售的溶解氧傳感器通常分為三類：原電池溶解氧傳感器、極譜溶解氧傳感器、光學溶解氧傳感器。

每種類型的溶解氧傳感器的工作原理略有不同。因此，每種溶解氧傳感器類型都有其優缺點，這取決于要使用的水測量應用場合。

電化學溶解氧傳感器的工作原理：

原電池DO傳感器和極譜DO傳感器類型的電化學溶解的氧傳感器。在電化學溶解氧傳感器中，溶解的氧氣從樣品中穿過氧氣可滲透的膜擴散并進入傳感器。氧氣進入傳感器后，便會發生化學還原反應，從而產生電信號。溶解氧儀器可以讀取該信號。

極譜與原電池溶解氧傳感器：

原電池DO傳感器和極譜DO傳感器之間的區別在于極譜DO傳感器需要施加恒定的電壓。它必須被極化。相比之下，由于陽極（鋅或鉛）和陰極（銀）的材料特性，原電池DO傳感器是自極化的。這意味著雖然校準后可以立即使用原電池溶解氧傳感器，但極譜傳感器需要5-15分鐘的預熱時間。

光學溶解氧傳感器的工作原理：

一個光學溶解氧傳感器不具有陽極或陰極，和氧測量期間不降低。相反，傳感器蓋包含一種發光染料，當暴露于藍光時會發出紅色光。氧氣會干擾染料的發光特性，這種現象稱為“猝滅”。光電二極管將“猝滅”的發光與參考讀數進行比較，從而可以計算水中的溶解氧濃度。

光學與原電池DO傳感器：

光學溶解氧測量和原電池溶解氧測量都具有缺點和優點。好消息是，兩種技術在測量溶解氧濃度時都提供相似的準確度。這在廣泛的測量值中都適用：現場測試表明，光學和原電池DO傳感器的結果相似，從?1mg/L到14mg/L。

光學和原電池溶解氧傳感器之間的區別之一是，原電池溶解氧傳感器具有流量依賴性。這意味著需要最小流入速度以保持測量精度。光學溶氧傳感器不需要最小流入速度。

一些樣品成分可能會干擾測量精度。硫化氫（例如在廢水，湖底和濕地中發現的化合物）會滲透到電動傳感器膜中。在這些環境中，光學溶解氧傳感器將是更好的選擇，因為這些傳感器不易受到H2S的干擾。

與光學DO傳感器相比，電化學DO傳感器的優勢之一是電化學DO傳感器具有更快的響應時間。根據膜材料的不同，原電池溶解氧傳感器的響應速度比光學溶解氧傳感器快2-5倍。光學溶氧傳感器的這一限制在需要進行大量樣品測量的應用中更加麻煩。在為連續監控應用選擇DO傳感器時，響應時間通常不是限制因素。

極譜，原電池和光學溶解氧傳感器的比較：

光學溶解氧傳感器的好處：零預熱時間、零預熱時間、高校準穩定性。

光學溶解氧傳感器的局限性：每1-2年維護一次、更高的功耗響應時間較慢。

原電池溶解氧傳感器的好處：零預熱時間、響應時間短、具有成本效益。

原電池溶解氧傳感器的局限性：每2-8周維護一次、硫化氫敏感性

極譜電溶解氧傳感器的好處：響應時間短、具有成本效益

極譜電溶解氧傳感器的局限性：5-15分鐘的預熱時間、每2-8周維護一次、硫化氫敏感性