【科研干貨】溶氧儀的分類及選型指南

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、鍋爐給水和凝結水等。ppb級溶解氧測量設計，它確保了在(超)低濃度的穩(wěn)定性和準確性，在測量性能和使用環(huán)境等方面現(xiàn)在的技術都有很大的提高。

常見的溶氧儀多采用隔膜電極作換能器，將溶氧濃度(實際上是氧分壓)轉換成電信號，再經放大、調整(包括鹽度、溫度補償)，由模數(shù)轉換顯示。

溶氧儀實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。電解液為氯化鉀溶液。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)的電化學方法的使用膜、電極和電解液，從而會導致很多問題，即使進行定期維護，還是不能得到準確的測量結果。

創(chuàng)新的新型熒光技術，沒有膜和電解液，幾乎不用維護，性能優(yōu)異，使用方便。熒光溶氧儀是基于物理學中特定物質對活性熒光的猝熄原理。

熒光法溶解氧儀，最早是由國外研發(fā)出來，并投入使用的，中國在90年代由國家支持，屬于國家九五重點公關課題，經過十多年的研究生產技術已經趨于成熟。

傳感器前端的熒光物質是特殊的鉑金屬卟啉復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的干擾。通過藍寶石光窗與水密鈦合金外殼內紅藍光源以及感光元件隔離。調制的藍光照到熒光物質上使其激發(fā)，并發(fā)出紅光，由于氧分子可以帶走能量(猝熄效應)，所以激發(fā)紅光的時間和強度與氧分子的濃度成反比。我們采用了與藍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，并與內部標定值比對，從而計算出氧分子的濃度，經過線性化和溫度補償，輸出最終值。

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。

按用途分為實驗室用溶解氧分析儀和工業(yè)在線溶解氧分析儀。實驗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)境適應能力強、抗干擾能力強，具有模擬里量輸出、數(shù)字通訊、上下限報警和控制功能等。

按先進程度又可以分為經濟型、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，這主要是對最后讀數(shù)的方便性和準確性進行的分類。

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，不同組分的實際氧濃度也可能不同。根據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)膜的擴散系數(shù)：根據阿侖尼烏斯定律，溶解度系數(shù)β與溫度T 的關系為：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%/℃。當溶解度系數(shù)a 計算出來后，可通過儀表指示和化驗分析值對比計算出膜的擴散系數(shù)(這里略去計算過程)，膜的擴散系數(shù)在25℃時為1.5%/℃。2. 大氣壓的影響根據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，高原地區(qū)和平原地區(qū)的差可達20%，使用前必須根據當?shù)卮髿鈮哼M行補償。有些儀表內部配有氣壓表，在標定時可自動進行校正；有些儀表未配置氣壓表，在標定時要根據當?shù)貧庀笳咎峁┑臄?shù)據進行設置，如果數(shù)據有誤，將導致較大的測量誤差。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%。如果儀表在標定時使用的溶液的含鹽量低，而實際測量的溶液的含鹽量高，也會導致誤差。在實際使用中必須對測量介質的含鹽量進行分析，以便準確測量及正確補償。4. 樣品的流速氧通過膜擴散比通過樣品進行擴散要慢，必須保證電極膜與溶液完全接觸。對于流通式檢測方式，溶液中的氧會向流通池內擴散，使靠近膜的溶液中的氧損失，產生擴散干擾，影響測量。為了測量準確，應增加流過膜的溶液的流量來補償擴散失去的氧，樣品的最小流速為0.3m/s。

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