溶解氧測定儀的基本原理

溶解氧分析是測量溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的含量。氧氣通過周圍的空氣、空氣流動和光合作用溶解于水中。

通過呼吸和分解作用，溶解氧會在水中消耗，主要依靠空氣和光合作用進(jìn)行補(bǔ)充。水中氧的含量主要取決于溫度。溫水的氧濃度要低于冷水。但溶解氧含量過高對動植物會有害。

溶解氧電極可以用來測量現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)被測樣品水溶液內(nèi)的溶解氧含量。由于溶解氧是水的質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，因此溶解氧電極可廣泛用于各種場合下的溶解氧含量的測量，尤其是養(yǎng)殖水、光合作用和呼吸作用及現(xiàn)場測量。在對溪水和湖水支持生物存活的能力進(jìn)行評估時，要進(jìn)行生化需氧量測試（BOD）在消耗氧氣的含有有機(jī)物的樣品水溶液變腐時對其進(jìn)行測量并確定溶解氧濃度和樣品水溶液溫度之間的關(guān)系。

溶解氧電極用一薄膜將鉑陰極，銀陽極，以及電解質(zhì)與外界隔開，一般情況下陰極幾乎是和這層膜直接接觸的。氧以和其分壓成正比的比率透過膜擴(kuò)散，氧分壓越大，透過膜的氧就越多。當(dāng)溶解氧不斷地透過膜滲入腔體，在陰極上還原而產(chǎn)生電流，此電流在儀表上顯示出來。由于此電流和溶解氧濃度直接成正比，因此校正儀表只需將測得的電流轉(zhuǎn)換為濃度單位即可。

溶解氧濃度通常用mg/L（每升水的溶氧量）或ppm（百萬分之幾）。有些儀表將計(jì)算出的氧含量和觀察到的濃度進(jìn)行比較得出飽和度百分比（O2％ sat.）

確定溶解氧有兩種方式，極譜式和原電池式。極譜式電極需儀表輸入一電壓對電極進(jìn)行極化。由于外加電壓可能要15分鐘才能穩(wěn)定，因此極譜式電極使用前通常要進(jìn)行預(yù)熱確保電極能妥當(dāng)極化。原電池式的兩個極由兩種不同的能自發(fā)極化產(chǎn)生電壓的金屬構(gòu)成。由于原電池式的電壓是自發(fā)產(chǎn)生而不是外界提供的，因此原電池式電極使用時無需極譜式電極極化所需的“預(yù)熱”。

環(huán)境影響

適當(dāng)?shù)娜芙庋鯇玫乃|(zhì)是至關(guān)重要的，所有的生命形態(tài)都需要氧。天然的溪水凈化過程要求有恰當(dāng)?shù)难鹾抗┙o有氧生命形態(tài)。如水中的氧含量低于5.0mg/L，水生物生存就有困難，濃度越低越困難。如氧含量低于1-2mg/L并持續(xù)幾小時將導(dǎo)致水生物大批死亡。

應(yīng)用場合

溶解氧電極可用來測量用來對氧含量會影響反應(yīng)速度、流程效率或環(huán)境的流程進(jìn)行監(jiān)控：如水產(chǎn)養(yǎng)殖、生物反應(yīng)、環(huán)境測試（湖、溪、海洋）、水/廢水處理、葡萄酒生產(chǎn)。

溫度補(bǔ)償

對標(biāo)準(zhǔn)溶解氧測量來說，溫度影響到氧的溶解度和擴(kuò)散速度，因此必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

鹽度修正

溶解鹽的存在限制了可溶解于水的氧的含量。氧的濃度和分壓之間的關(guān)系隨著每份樣品溶液鹽度的不同而變化，因此多數(shù)的儀表制造商提供人工調(diào)節(jié)鹽度來修正由離子濃度不同而造成的變化。

生化需氧量（BOD）

BOD測試一般用于污水處理廠，水處理廠需要知道微生物分解有機(jī)物質(zhì)時從水中消耗的氧的量，這點(diǎn)很重要。該測試可使水處理廠確定水處理的效力或仍然存在的污染量。通過測量特定培養(yǎng)期起始及終止時溶解于樣品內(nèi)的氧的含量可以確定廢水、排出液和污水的相對需氧量?？赏ㄟ^測出時間1的溶氧（T1），減去時間2的溶氧（T2）；將該數(shù)值乘以最終樣品體積（VF）并除以最初樣品體積（V）來計(jì)算出BOD。

BOD（mg/L）=（T1–T2）VF/V

故障處理

使用極譜式電極時，校正或測量前要預(yù)熱至少15－30分鐘。

為確保膜的電解液內(nèi)沒有氣泡，ASI膜帽在設(shè)計(jì)上要求在裝上膜頭時要排除掉所有液腔內(nèi)的空氣。

膜表面上不能留有任何氣泡，否則它會將氣泡當(dāng)作氧飽和樣品進(jìn)行讀數(shù)。

即使使用的是帶有自動溫度補(bǔ)償?shù)膬x表，也要在接近樣品溶液的溫度下校正電極。

電極應(yīng)在空氣中校正， 以空氣作為100％的飽和溶解氧標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。

由于電極對氧的消耗，探頭表面氧的濃度會瞬間降低，因此測量時要對溶液進(jìn)行攪拌，這很重要。

如膜已破損則要進(jìn)行更換。