溶解氧傳感器的類型

溶解氧傳感器主要有極譜式和熒光法兩種類型，其工作原理分別如下：

一、極譜式溶解氧傳感器工作原理

1.電極結構：極譜式溶解氧傳感器通常由陰極、陽極和電解液組成。陰極一般采用貴金屬如鉑金，陽極常為銀 - 氯化銀。電解液是能夠導電的溶液，用于在電極之間傳遞離子。

 2.氧還原反應：當傳感器浸入水中時，水中的溶解氧會通過傳感器表面的透氣膜擴散到陰極表面。在陰極上，氧得到電子發生還原反應，具體反應式為：\(O_2 + 2H_2O + 4e^- = 4OH^-\)。

 3.電流產生：氧的還原反應導致陰極附近的電解液中產生電子流，電子從陰極流向陽極，形成回路電流。根據法拉第定律，電流大小與參與反應的氧的量成正比，而氧的量又與水中溶解氧的濃度相關。通過測量回路中的電流大小，就可以計算出水中溶解氧的濃度。

4.溫度補償：溫度對溶解氧的測量有較大影響，一方面溫度影響氧在水中的溶解度，另一方面影響電極反應的速率和電解液的導電性。因此，極譜式溶解氧傳感器通常會內置溫度傳感器，對測量結果進行溫度補償，以提高測量的準確性。

 二、熒光法溶解氧傳感器工作原理

1.熒光物質：熒光法溶解氧傳感器內部含有一種能發出熒光的物質，通常是一種特殊的熒光染料或熒光化合物。這種熒光物質被固定在傳感器的探頭表面或內部的特定區域。

 2.熒光激發與發射：當傳感器的光源發出特定波長的光照射到熒光物質上時，熒光物質吸收光能后被激發到高能態，然后在回到基態的過程中會發出熒光。

 3.氧對熒光的猝滅作用：水中的溶解氧會與激發態的熒光物質發生碰撞，使熒光物質的能量以非輻射的方式轉移給氧分子，從而導致熒光強度減弱。溶解氧濃度越高，熒光猝滅現象越明顯，熒光強度越低。

 4.測量原理：通過測量熒光物質發出的熒光強度，并與已知溶解氧濃度的標準溶液進行校準，就可以建立起熒光強度與溶解氧濃度之間的對應關系。根據實際測量的熒光強度，即可反推出水中溶解氧的濃度。熒光法溶解氧傳感器不受水中其他雜質和離子的干擾，具有較高的測量精度和穩定性，且無需頻繁校準。同時，它對溶解氧的變化響應迅速，能夠實時監測水中溶解氧的動態變化。