溶解氧水质分析仪(什么是溶解氧？光学溶解氧分析仪有什么好处？)

Posted 2023-06-01

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溶解氧水质分析仪(什么是溶解氧？光学溶解氧分析仪有什么好处？)

溶解在水中的分子态氧称为溶解氧，天然水中的溶解氧含量取决于水体与大气中氧的平衡。水中溶解氧的饱和含量和空气中氧的分压、大气压力、水温、水中含盐量等有密切关系。清洁地面水中溶解氧一般接近饱和，20℃清洁水中饱和溶解氧含量约为9mg/L。水体受有机、无机还原性物质污染，会使溶解氧降低，当水中溶解氧低于2mg/L时，水体即产生恶臭。
溶解氧分析仪是测定水中溶解氧含量的仪器，根据测量原理，有电化学式和光化学式两类。目前，大多数溶解氧分析仪使用的是电化学传感器。尽管电化学传感器的精确性和可用性被广泛认可，但当用在污水处理时，其缺点便显现出来，电化学传感器存在明显的问题和局限性。包括日常维护比较复杂和频繁，经常需要校准；而且电极的透气膜容易老化；以及它需要电极本身的氧化还原反应来测定氧的浓度，测定过程中需消耗被测样品中的溶解氧；并且限制了测量流速，为了使电化学电池内受扩散控制的电化学反应达到平衡，需要在膜表面维持一个最小的流量，一般为200mL/min，在这个流量以下，测定结果受水流的影响非常大。此外，过高的流速也会对膜和阴极电解液层厚度产生影响，从而影响测量结果。
因此，出现了基于荧光技术的光学式溶解氧传感器。它主要用于市政污水、工业污水处理厂等场所，连续监测水中的溶解氧浓度。与电化学传感器相比，它的优点是它无需消耗氧气，因而不受样品流动速度的影响，没有电解液，不需要经常做校准，维护工作量也很小。
LDO溶解氧传感器的光学部分由两个发光二极管和一个硅光电检测器组成。传感器帽表面有一层荧光涂层，传感器中的蓝色LED光源发出一束蓝色光，照射在荧光物质上，该涂层的荧光物质随即被这束蓝光激发，此激发态并不稳定，遇到氧以后会迅速释放出红色的光线并回复至原始状态。此红光和先前LED发射的蓝光存在一个时间滞后，光电检测器可以监测到蓝光和红光之间的这个相位滞后，即测量荧光物质从被蓝光激发到发射红光后恢复原态的时间，根据这个来计算水中溶解氧的含量。该相位滞后与发光体附近的溶解氧浓度成反比。当氧气与荧光物质接触后，则其产生的红色光的强度会降低，同时其产生红光的时间也会缩短，水样中溶解的氧气的浓度越高，则传感器产生的红光的强度就会越低。
并且，探头发光体外面镀有一层炭黑色的聚苯乙烯，可实现光绝缘，并且，当传感器帽附着在传感器上时，可以保护传感器不受外部光源干扰。由于传感器并非化学原理，因此该传感器的测量不受水中各种重金属离子、H2S、NH4等化学物质的干扰。