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溶氧儀的分類及選型指南
閱讀：1788發(fā)布時間：2023-1-4
概述
溶解氧(dissolved oxygen)是指溶解在水里氧的量,，通常記作DO,，用每升水里氧氣的毫克數(shù)(單位為mg/L或者ppm)表示。有些有機(jī)化合物在喜氧菌作用下發(fā)生生物降解,，要消耗水里的溶解氧,，溶解氧得不到及時補(bǔ)充，水體中的厭氧菌就會很快繁殖,，而使水體變黑,、發(fā)臭。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個指標(biāo),。水里的溶解氧被消耗,，要恢復(fù)到初始狀態(tài),，所需時間短，說明該水體的自凈能力強(qiáng),，或者說水體污染不嚴(yán)重,。否則說明水體污染嚴(yán)重，自凈能力弱,，甚至失去自凈能力,。
應(yīng)用范圍
1.水產(chǎn)養(yǎng)殖：
保證水產(chǎn)生物的呼吸需求，含氧量實(shí)時監(jiān)測以及自動報警,、自動增氧等功能,。
2.自然水域水質(zhì)監(jiān)測：
檢測水域受污染程度、自凈能力,，防止水體富營養(yǎng)化等生物污染,。
3.污水處理，控制指標(biāo)：
厭氧池,、好氧池,、曝氣池搭配其他指標(biāo)用來控制水處理效果。
4.控制工業(yè)給水管道金屬材質(zhì)腐蝕：
一般用ppb(ug/L)級別量程的傳感器,，控制管道里面做到零氧氣,，防止生銹，常用于電廠,、鍋爐設(shè)備,。
分類
按照原理分為極譜式和熒光法兩種
1、極譜式溶解氧儀
現(xiàn)在市面上溶氧儀大多數(shù)是極譜分析儀器,，ppm級的可廣泛應(yīng)用于化工化肥,、環(huán)保、制藥,、生化,、食品和自來水等溶液中溶解氧值的連續(xù)監(jiān)測。ppb級的專為電廠,、鍋爐給水和凝結(jié)水等,。ppb級溶解氧測量設(shè)計，它確保了在(超)低濃度的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,，在測量性能和使用環(huán)境等方面現(xiàn)在的技術(shù)都有很大的提高,。
常見的溶氧儀多采用隔膜電極作換能器，將溶氧濃度(實(shí)際上是氧分壓)轉(zhuǎn)換成電信號,，再經(jīng)放大,、調(diào)整(包括鹽度、溫度補(bǔ)償),，由模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示,。
溶氧儀實(shí)用的膜電極有兩種類型：極譜型(Polarography)和原電池型(Galvanic Cell),。極譜型(Polarography)：電極中，由黃金(Au)環(huán)或鉑(Pt)金環(huán)作陰極,；銀-氯化銀(或汞-氯化亞汞)作陽極,。電解液為溶液。陰極外表面覆蓋一層透氧薄膜,。薄膜可采用聚四氟乙烯,、聚氯乙烯、聚乙烯,、硅橡膠等透氣材料。
2,、熒光法溶解氧儀
在過去的50多年里,，一直采用電流法和極譜法測量溶解氧。這種方法對于市政和工業(yè)廢水中的溶解氧監(jiān)測曾起著非常重要的作用,，但是,，傳統(tǒng)的電化學(xué)方法的使用膜、電極和電解液,，從而會導(dǎo)致很多問題,，即使進(jìn)行定期維護(hù)，還是不能得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果,。
創(chuàng)新的新型熒光技術(shù),，沒有膜和電解液，幾乎不用維護(hù),，性能優(yōu)異,，使用方便。熒光溶氧儀是基于物理學(xué)中特定物質(zhì)對活性熒光的猝熄原理,。
熒光法溶解氧儀,，早是由國外研發(fā)出來，并投入使用的,，中國在90年代由國家支持,，屬于國家九五重點(diǎn)課題，經(jīng)過十多年的研究生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,。
傳感器前端的熒光物質(zhì)是特殊的鉑金屬卟啉復(fù)合了允許氣體分子通過的聚酯箔片,，表面涂了一層黑色的隔光材料以避免日光和水中其它熒光物質(zhì)的干擾。通過藍(lán)寶石光窗與水密鈦合金外殼內(nèi)紅藍(lán)光源以及感光元件隔離,。調(diào)制的藍(lán)光照到熒光物質(zhì)上使其激發(fā),，并發(fā)出紅光，由于氧分子可以帶走能量(猝熄效應(yīng)),，所以激發(fā)紅光的時間和強(qiáng)度與氧分子的濃度成反比,。我們采用了與藍(lán)光同步的紅光光源作為參比,，測量激發(fā)紅光與參比光之間的相位差，并與內(nèi)部標(biāo)定值比對,，從而計算出氧分子的濃度,，經(jīng)過線性化和溫度補(bǔ)償，輸出終值,。
其他分類方式：
溶解氧分析儀按便攜性分為臺式溶解氧分析儀,、便攜式溶解氧分析儀和筆式溶解氧分析儀。筆式溶解氧分析儀,，測量的范圍小,，為專用簡便儀器；臺式和便攜式溶解氧分析儀的測量范圍都比較廣,，不同點(diǎn)在于便攜式溶解氧分析儀采用的是直流供電,，可攜帶到現(xiàn)場，更加方便,。
按用途分為實(shí)驗(yàn)室用溶解氧分析儀和工業(yè)在線溶解氧分析儀,。實(shí)驗(yàn)室用溶解氧分析儀測量范圍廣、功能多,、測量精度高,；工業(yè)用溶解氧分析儀的特點(diǎn)是要求穩(wěn)定性好、工作可靠,，有一定的測量精度,、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng),，具有模擬里量輸出,、數(shù)字通訊、上下限報警和控制功能等,。
按先進(jìn)程度又可以分為經(jīng)濟(jì)型,、智能型和精密型溶解氧分析儀或分為針式和數(shù)顯式溶解氧分析儀，這主要是對讀數(shù)的方便性和準(zhǔn)確性進(jìn)行的分類,。
選型指南
1.(1)氧的溶解度系數(shù)：由于溶解度系數(shù)a不僅受溫度的影響,，而且受溶液的成分的影響。在相同氧分壓下,，不同組分的實(shí)際氧濃度也可能不同,。根據(jù)亨利定律可知氧濃度與其分壓成正比，對于稀溶液,，溫度變化溶解度系數(shù)a的變化約為2%/℃,。
(2)膜的擴(kuò)散系數(shù)：根據(jù)阿侖尼烏斯定律，溶解度系數(shù)β與溫度T的關(guān)系為：C=KPO2·exp(-β／T)，其中假定K,、PO2為常數(shù),，則可以計算出β在25℃時為2.3%/℃。當(dāng)溶解度系數(shù)a計算出來后,，可通過儀表指示和化驗(yàn)分析值對比計算出膜的擴(kuò)散系數(shù)(這里略去計算過程),，膜的擴(kuò)散系數(shù)在25℃時為1.5%/℃。
2.大氣壓的影響根據(jù)Henry定律,，氣體的溶解度與其分壓成正比,。氧分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān)，高原地區(qū)和平原地區(qū)的差可達(dá)20%,，使用前必須根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮哼M(jìn)行補(bǔ)償,。有些儀表內(nèi)部配有氣壓表，在標(biāo)定時可自動進(jìn)行校正,；有些儀表未配置氣壓表,，在標(biāo)定時要根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁┑臄?shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，如果數(shù)據(jù)有誤,，將導(dǎo)致較大的測量誤差。
3.溶液中含鹽量鹽水中的溶解氧明顯低于自來水中的溶解氧,，為了準(zhǔn)確測量,，必須考慮含鹽量對溶解氧的影響。在溫度不變的情況下,，鹽含量每增加100mg/L,，溶解氧降低約1%。如果儀表在標(biāo)定時使用的溶液的含鹽量低,，而實(shí)際測量的溶液的含鹽量高,，也會導(dǎo)致誤差。在實(shí)際使用中必須對測量介質(zhì)的含鹽量進(jìn)行分析,，以便準(zhǔn)確測量及正確補(bǔ)償,。
4.樣品的流速氧通過膜擴(kuò)散比通過樣品進(jìn)行擴(kuò)散要慢，必須保證電極膜與溶液接觸,。對于流通式檢測方式,，溶液中的氧會向流通池內(nèi)擴(kuò)散，使靠近膜的溶液中的氧損失,，產(chǎn)生擴(kuò)散干擾,，影響測量。為了測量準(zhǔn)確,，應(yīng)增加流過膜的溶液的流量來補(bǔ)償擴(kuò)散失去的氧,，樣品的小流速為0.3m/s。
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