詳解溶解氧傳感器的工作原理及基本概念
更新時間：2020-07-27 點(diǎn)擊次數(shù)：1086次
詳解溶解氧傳感器的工作原理及基本概念
溶解氧的基本概念：溶解氧（DO）是指溶解于水中的氧的含量，它以每升水中氧氣的毫克數(shù)表示，溶解氧以分子狀態(tài)存在于水中。水中溶解氧量是水質(zhì)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)。沒有受到耗氧物質(zhì)（一般為有機(jī)物）污染的水體，溶解氧呈飽和狀態(tài)，如清潔地表水溶解氧接近飽和。在水體中有機(jī)物含量較多時，其耗氧速度超過氧的補(bǔ)給速度，則水中溶解氧將不斷減少，甚至可接近于零，從而使有機(jī)物在缺氧條件下分解，出現(xiàn)腐敗發(fā)酵現(xiàn)象，使水質(zhì)嚴(yán)重惡化。因此，在對水體的質(zhì)量評價中，把溶解氧作為水質(zhì)污染程度的一項指標(biāo)。
需要測定溶解氧的場所
1、污水處理
2、河流湖泊環(huán)境監(jiān)測
3、水產(chǎn)養(yǎng)殖
目前市場上溶解氧傳感器的檢測原理種類：
溶解氧傳感器常用的膜電極有兩類：極譜型（Polarography）和原電池型（Galvanic Cell）。
極譜型（Polarography）：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。陰陽兩電極之間外加0.5~1.5V的極化電壓，當(dāng)溶解氧透過薄膜達(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
陽極被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl
只要測得擴(kuò)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(guān)技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
原電池型（Galvanic Cell）：當(dāng)外界氧分子透過薄膜進(jìn)入電極內(nèi)，會產(chǎn)生如下反應(yīng)。
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。
目前還有一種光學(xué)溶解氧傳感器：熒光法溶解氧傳感器
熒光法溶解氧傳感器是基于物理學(xué)中特定物質(zhì)對活性熒光的猝熄原理。來自一個發(fā)光二極管（LED）發(fā)出的藍(lán)光照射在熒光帽內(nèi)表面的熒光物質(zhì)上，內(nèi)表面的熒光物質(zhì)受到激發(fā)，發(fā)出紅光，通過檢測紅光與藍(lán)光之間的相位差，并與內(nèi)部標(biāo)定值比對，從而計算出氧分子的濃度，經(jīng)過溫度和氣壓自動補(bǔ)償輸出終值。
產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是無膜，無需電解液，不會極化；無需消耗氧，不受流速影響；內(nèi)置溫度傳感器，自動溫度補(bǔ)償；不受硫化物等化學(xué)物質(zhì)干擾；年漂移小， 反應(yīng)快速，測量更精準(zhǔn)。
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