测量溶解氧的仪器
来源网站:www.meaconchina.com 作者:杭州美控自动化技术有限公司 发布时间:2021-03-03 10:48:13
一、什么是溶解氧
溶解氧(dissolved oxygen)是指溶解在水里氧的量,通常记作DO,用每升水里氧气的毫克数(单位为mg/L或者ppm)表示。有些有机化合物在喜氧菌作用下发生生物降解,要消耗水里的溶解氧,溶解氧得不到及时补充,水体中的厌氧菌就会很快繁殖,有机物因腐败而使水体变黑、发臭。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。水里的溶解氧被消耗,要恢复到初始状态,所需时间短,说明该水体的自净能力强,或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重,自净能力弱,甚至失去自净能力。它跟空气里氧分压、大气压、水温和水质有密切的关系。测量溶解氧的仪器通常叫做溶氧仪(DO仪)。
二、使用场合
1.水产养殖:
保证水产生物的呼吸需求,含氧量实时监测以及自动报警、自动增氧等功能。
2.自然水域水质监测
检测水域受污染程度、自净能力,防止水体富营养化等生物污染。
因此,HART协议最突出的特点是:数字通信与模拟信号4~20mA兼容,传输的信号用调制后的正弦信号叠加在4~20mA的模拟信号上。
3.污水处理,控制指标
厌氧池、好氧池、曝气池搭配其他指标用来控制水处理效果。
4.控制工业给水管道金属材质腐蚀
一般用ppb(ug/L)级别量程的传感器,控制管道里面做到零氧气,防止生锈,常用于电厂、锅炉设备。
三、工业上的基本溶氧仪分为两种
1.膜法(又称极谱法、恒压法)
溶解氧分析仪测量原理氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。溶解氧分析仪传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及氯化钾或氢氧化钾电解液组成,氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6~ 0.8V 的极化电压时,氧通过膜扩散,阴极释放电子,阳极接受电子,产生电流,整个反应过程为:阳极 Ag+Cl→AgCl+2e- 阴极 O2+2H2O+4e→4OH- 根据法拉第定律:流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比,在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。
2.荧光法
荧光法探头里面内置光源,发出蓝光照射在荧光层上,荧光物质收到激发发出红光,由于氧分子可以带走能量(猝熄效应),所以激发的红光的时间和强度与氧分子的浓度成反比。通过测量激发红光与参比光的相位差,并与内部标定值对比,从而可计算出氧分子的浓度。测量时不消耗氧气,数据稳定,性能可靠,没有干扰。
四、综合分析一下:
1.使用极谱式电极时,校正或测量前要预热至少15-30分钟。
2.由于电极对氧的消耗,探头表面氧的浓度会瞬间降低,因此测量时要对溶液进行搅拌,这很重要!换句话说,因为本身是通过消耗氧气来测量氧气含量的,存在系统误差。
3.由于电化学反应的进行,电解液浓度在不断消耗,所以需要定期添加电解液,保证浓度,为确保膜的电解液内没有气泡,要求在装上膜头时要排除掉所有液腔内的空气。
4.每次添加完电解液后,需要进行新一周期的校准操作(一般为无氧水中零点校准和空气中斜率校准),然后即使使用的是带有自动温度补偿的仪表,也要在接近样品溶液的温度下校正电极比较好。
5.测量过程半透膜表面上不能留有任何气泡,否则它会将气泡当作氧饱和样品进行读数,像曝气池这种场合就不建议使用。
6.由于工艺原因,膜头较薄,尤其在有一定腐蚀的介质中容易刺穿,寿命较短,属于消耗品,如膜已破损则要进行更换。
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