水中溶解氧 | 溶氧檢測儀的原理與應用

來源：南寧諾博儀器儀表有限公司 2024年07月16日 10:19

水中溶解氧 | 溶氧檢測儀的原理與應用

關于溶解氧

溶解氧（DO）指的是溶解于水中的氧的含量，以每升水中氧氣的毫克數來表示，以分子狀態存在于水中。溶解氧含量是水質的重要指標之一，也是水體凈化的重要因素之一。

水中溶解氧的含量與大氣壓力、水溫及含鹽量等因素有關。沒有受到好氧物質（一般為有機物）污染的水體，溶解氧呈飽和狀態。當水體中有機物含量較多時，耗氧速度超過補給速度，此時水中溶解氧不斷減少，甚至可接近于零，有機物在缺氧條件下開始分解，出現發酵現象，從而致使水質嚴重惡化。因此，在對水體的質量評價中，把溶解氧作為水質污染程度的一項指標。

應用領域

污水處理領域：監測水處理過程中溶解氧的濃度，提高水處理效率；

工業生產領域：監測生產過程溶解氧的含量，確保生產過程正常進行；環境監測領域：監測環境中溶解氧濃度，及時處理污染環境的行為及事件；水產養殖領域：對水體溶解氧的監測，滿足魚類生長對溶解氧的需求。

檢測原理

檢測溶解氧的方法主要有碘量法間接計算和傳感器直接檢測兩種方法。由于傳感器直接檢測這種方法方便、簡潔、準確，成為目前溶解氧檢測的主流方法。

01、極譜法

電極中，有黃金環或鉑金環作陰極，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。

陰陽兩電極之間外加0.5~1.5V的極化電壓，當溶解氧透過薄膜達到黃金陰極表面，在電極上發生如下反應：陰極被還原：O2+2H2O+4e→4OHˉ陽極被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl

只要測得擴散電流，既可以測得溶解氧的溶度，為了消除溫度、鹽度、氣壓等因素的影響，均采用相關技術進行補償。

02、原電池法

當外界氧分子透過薄膜進入電極內，會產生如下反應：

銀陰極被還原：O2+2H2O+4e→4OHˉ

鉛陽極被氧化：2Pb+4KOH+4OHˉ→2KHPbO2+2H2O

氧在銀陰極上被還原為氫氧根離子，并同時向外電路獲得電子；鉛陽極被氫氧化鉀溶液腐蝕，生成鉛酸氫鉀，同時向外電路輸出電子。接通外電路后，便有信號電流通過，其值與溶氧溶度成正比。

可以看出，溶解氧濃度與傳遞電子數目一一對應，具有很好的線性，且原電池型的溶解氧傳感器維護成本較低，無需更換電解液，適用于進行大面積的推廣使用。

03、熒光法

熒光法溶解氧測量儀基于熒光猝熄原理。藍光照射到熒光物質上使熒光物質激發并發出紅光，由于氧分子可以帶走能量（猝熄效應），所以激發的紅光的時間和強度與氧分子的濃度成反比。通過測量激發紅光與參比光的相位差，并與內部標定值對比，從而可計算出氧分子的濃度。

抗干擾能力強，除較高濃度的二氧化氯外，不易受到其他干擾物質的影響，但探頭應避免陽光直曬；熒光帽在被刮蹭或部分污染的情況下仍能保持其準確度，且容易清洗，維護量低。

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