水中溶解氧 | 溶氧檢測(cè)儀的原理與應(yīng)用
關(guān)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(shù)來(lái)表示，以分子狀態(tài)存在于水中。溶解氧含量是水質(zhì)的重要指標(biāo)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(guān)。沒(méi)有受到好氧物質(zhì)（一般為有機(jī)物）污染的水體，溶解氧呈飽和狀態(tài)。當(dāng)水體中有機(jī)物含量較多時(shí)，耗氧速度超過(guò)補(bǔ)給速度，此時(shí)水中溶解氧不斷減少，甚至可接近于零，有機(jī)物在缺氧條件下開(kāi)始分解，出現(xiàn)發(fā)酵現(xiàn)象，從而致使水質(zhì)嚴(yán)重惡化。因此，在對(duì)水體的質(zhì)量評(píng)價(jià)中，把溶解氧作為水質(zhì)污染程度的一項(xiàng)指標(biāo)。 應(yīng)用領(lǐng)域
污水處理領(lǐng)域：監(jiān)測(cè)水處理過(guò)程中溶解氧的濃度，提高水處理效率；
工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域：監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程溶解氧的含量，確保生產(chǎn)過(guò)程正常進(jìn)行；環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域：監(jiān)測(cè)環(huán)境中溶解氧濃度，及時(shí)處理污染環(huán)境的行為及事件；水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域：對(duì)水體溶解氧的監(jiān)測(cè)，滿足魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)對(duì)溶解氧的需求。
檢測(cè)原理
檢測(cè)溶解氧的方法主要有碘量法間接計(jì)算和傳感器直接檢測(cè)兩種方法。由于傳感器直接檢測(cè)這種方法方便、簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確，成為目前溶解氧檢測(cè)的主流方法。
電極中，有黃金環(huán)或鉑金環(huán)作陰極，銀-氯化銀（或汞-氯化亞汞）作陽(yáng)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(yáng)兩電極之間外加0.5~1.5V的極化電壓，當(dāng)溶解氧透過(guò)薄膜達(dá)到黃金陰極表面，在電極上發(fā)生如下反應(yīng)：陰極被還原：O2+2H2O+4e→4OHˉ陽(yáng)極被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl
只要測(cè)得擴(kuò)散電流，既可以測(cè)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(guān)技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
當(dāng)外界氧分子透過(guò)薄膜進(jìn)入電極內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生如下反應(yīng)：
銀陰極被還原：O2+2H2O+4e→4OHˉ
鉛陽(yáng)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(shí)向外電路獲得電子；鉛陽(yáng)極被氫氧化鉀溶液腐蝕，生成鉛酸氫鉀，同時(shí)向外電路輸出電子。接通外電路后，便有信號(hào)電流通過(guò)，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(shù)目一一對(duì)應(yīng)，具有很好的線性，且原電池型的溶解氧傳感器維護(hù)成本較低，無(wú)需更換電解液，適用于進(jìn)行大面積的推廣使用。
熒光法溶解氧測(cè)量?jī)x基于熒光猝熄原理。藍(lán)光照射到熒光物質(zhì)上使熒光物質(zhì)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)的紅光的時(shí)間和強(qiáng)度與氧分子的濃度成反比。通過(guò)測(cè)量激發(fā)紅光與參比光的相位差，并與內(nèi)部標(biāo)定值對(duì)比，從而可計(jì)算出氧分子的濃度。
抗干擾能力強(qiáng)，除較高濃度的二氧化氯外，不易受到其他干擾物質(zhì)的影響，但探頭應(yīng)避免陽(yáng)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(zhǔn)確度，且容易清洗，維護(hù)量低。
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