溶解氧的测量方法

溶解氧是各种应用中所依赖的水质的关键指标。在工业水处理中，溶解氧水平可以指示导致设备腐蚀的水质问题。在水产养殖，鱼类运输和水族馆应用中，要监测溶解氧，以确保水生生物在其栖息地中具有足够的氧气来生存，生长和繁殖。在市政水处理设施中，在曝气水处理过程中会监测废水中的溶解氧。

测量溶解氧浓度

水中的溶解氧浓度可以使用溶解氧传感器连续采样或监测。溶解氧探头如何工作？该问题的答案取决于所用溶解氧传感器的类型。市售的溶解氧传感器通常分为三类：原电池溶解氧传感器、极谱溶解氧传感器、光学溶解氧传感器。

每种类型的溶解氧传感器的工作原理略有不同。因此，每种溶解氧传感器类型都有其优缺点，这取决于要使用的水测量应用场合。

电化学溶解氧传感器的工作原理：

原电池DO传感器和极谱DO传感器类型的电化学溶解的氧传感器。在电化学溶解氧传感器中，溶解的氧气从样品中穿过氧气可渗透的膜扩散并进入传感器。氧气进入传感器后，便会发生化学还原反应，从而产生电信号。溶解氧仪器可以读取该信号。

极谱与原电池溶解氧传感器：

原电池DO传感器和极谱DO传感器之间的区别在于极谱DO传感器需要施加恒定的电压。它必须被极化。相比之下，由于阳极（锌或铅）和阴极（银）的材料特性，原电池DO传感器是自极化的。这意味着虽然校准后可以立即使用原电池溶解氧传感器，但极谱传感器需要5-15分钟的预热时间。

光学溶解氧传感器的工作原理：

一个光学溶解氧传感器不具有阳极或阴极，和氧测量期间不降低。相反，传感器盖包含一种发光染料，当暴露于蓝光时会发出红色光。氧气会干扰染料的发光特性，这种现象称为“猝灭”。光电二极管将“猝灭”的发光与参考读数进行比较，从而可以计算水中的溶解氧浓度。

光学与原电池DO传感器：

光学溶解氧测量和原电池溶解氧测量都具有缺点和优点。好消息是，两种技术在测量溶解氧浓度时都提供相似的准确度。这在广泛的测量值中都适用：现场测试表明，光学和原电池DO传感器的结果相似，从〜1mg/L到14mg/L。

光学和原电池溶解氧传感器之间的区别之一是，原电池溶解氧传感器具有流量依赖性。这意味着需要最小流入速度以保持测量精度。光学溶氧传感器不需要最小流入速度。

一些样品成分可能会干扰测量精度。硫化氢（例如在废水，湖底和湿地中发现的化合物）会渗透到电动传感器膜中。在这些环境中，光学溶解氧传感器将是更好的选择，因为这些传感器不易受到H2S的干扰。

与光学DO传感器相比，电化学DO传感器的优势之一是电化学DO传感器具有更快的响应时间。根据膜材料的不同，原电池溶解氧传感器的响应速度比光学溶解氧传感器快2-5倍。光学溶氧传感器的这一限制在需要进行大量样品测量的应用中更加麻烦。在为连续监控应用选择DO传感器时，响应时间通常不是限制因素。

极谱，原电池和光学溶解氧传感器的比较：

光学溶解氧传感器的好处：零预热时间、零预热时间、高校准稳定性。

光学溶解氧传感器的局限性：每1-2年维护一次、更高的功耗响应时间较慢。

原电池溶解氧传感器的好处：零预热时间、响应时间短、具有成本效益。

原电池溶解氧传感器的局限性：每2-8周维护一次、硫化氢敏感性

极谱电溶解氧传感器的好处：响应时间短、具有成本效益

极谱电溶解氧传感器的局限性：5-15分钟的预热时间、每2-8周维护一次、硫化氢敏感性