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什么是溶解氧?光學(xué)溶解氧測定儀有什么好處

點擊次數(shù):2505  更新時間:2022-06-06
  溶解在水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧,天然水中的溶解氧含量取決于水體與大氣中氧的平衡。水中溶解氧的飽和含量和空氣中氧的分壓、大氣壓力、水溫、水中含鹽量等有密切關(guān)系。清潔地面水中溶解氧一般接近飽和,20℃清潔水中飽和溶解氧含量約為9mg/L。水體受有機、無機還原性物質(zhì)污染,會使溶解氧降低,當水中溶解氧低于2mg/L時,水體即產(chǎn)生惡臭。
 
  溶解氧分析儀是測定水中溶解氧含量的儀器,根據(jù)測量原理,有電化學(xué)式和光化學(xué)式兩類。目前,大多數(shù)溶解氧分析儀使用的是電化學(xué)傳感器。盡管電化學(xué)傳感器的精確性和可用性被廣泛認可,但當用在污水處理時,其缺點便顯現(xiàn)出來,電化學(xué)傳感器存在明顯的問題和局限性。包括日常維護比較復(fù)雜和頻繁,經(jīng)常需要校準;而且電極的透氣膜容易老化;以及它需要電極本身的氧化還原反應(yīng)來測定氧的濃度,測定過程中需消耗被測樣品中的溶解氧;并且限制了測量流速,為了使電化學(xué)電池內(nèi)受擴散控制的電化學(xué)反應(yīng)達到平衡,需要在膜表面維持一個最小的流量,一般為200mL/min,在這個流量以下,測定結(jié)果受水流的影響非常大。此外,過高的流速也會對膜和陰極電解液層厚度產(chǎn)生影響,從而影響測量結(jié)果。
 
  因此,出現(xiàn)了基于熒光技術(shù)的光學(xué)式溶解氧傳感器,例如HACH公司的LDO,并得到了廣泛的應(yīng)用。它主要用于市政污水、工業(yè)污水處理廠等場所,連續(xù)監(jiān)測水中的溶解氧濃度。與電化學(xué)傳感器相比,它的優(yōu)點是它無需消耗氧氣,因而不受樣品流動速度的影響,沒有電解液,不需要經(jīng)常做校準,維護工作量也很小。
 
  LDO溶解氧傳感器的光學(xué)部分由兩個發(fā)光二極管和一個硅光電檢測器組成。傳感器帽表面有一層熒光涂層,傳感器中的藍色LED光源發(fā)出一束藍色光,照射在熒光物質(zhì)上,該涂層的熒光物質(zhì)隨即被這束藍光激發(fā),此激發(fā)態(tài)并不穩(wěn)定,遇到氧以后會迅速釋放出紅色的光線并回復(fù)至原始狀態(tài)。此紅光和先前LED發(fā)射的藍光存在一個時間滯后,光電檢測器可以監(jiān)測到藍光和紅光之間的這個相位滯后,即測量熒光物質(zhì)從被藍光激發(fā)到發(fā)射紅光后恢復(fù)原態(tài)的時間,根據(jù)這個來計算水中溶解氧的含量。該相位滯后與發(fā)光體附近的溶解氧濃度成反比。當氧氣與熒光物質(zhì)接觸后,則其產(chǎn)生的紅色光的強度會降低,同時其產(chǎn)生紅光的時間也會縮短,水樣中溶解的氧氣的濃度越高,則傳感器產(chǎn)生的紅光的強度就會越低。
 
  并且,探頭發(fā)光體外面鍍有一層炭黑色的聚苯乙烯,可實現(xiàn)光絕緣,并且,當傳感器帽附著在傳感器上時,可以保護傳感器不受外部光源干擾。由于傳感器并非化學(xué)原理,因此該傳感器的測量不受水中各種重金屬離子、H2S、NH4等化學(xué)物質(zhì)的干擾。
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