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閱讀：687發(fā)布時(shí)間：2023-10-21
根據(jù)工作原理的不同，可以將溶解氧傳感器分為：原電池型，極譜型，熒光法三個(gè)類(lèi)型。
原電池型溶解氧傳感器的工作原理：兩個(gè)由不同金屬制成的電極浸沒(méi)在內(nèi)充的溶液中，在兩個(gè)電極之間會(huì)發(fā)生自然的電化學(xué)反應(yīng)。水中溶解的氧氣會(huì)透過(guò)電極頭上的半透膜進(jìn)入電極內(nèi)電解液中。進(jìn)入的氧分子在陰極附近會(huì)被還原為氫氧根。在陽(yáng)極上產(chǎn)生一個(gè)與電子數(shù)量成正比的電流，該電流與溶解氧的濃度成正比，如下圖所示。
極譜型溶解氧傳感器的工作原理：兩個(gè)不同金屬制成的電極浸沒(méi)在電解液中，當(dāng)給溶解氧分析儀電極加上0.6-0.8V 的極化電壓時(shí)，氧通過(guò)膜擴(kuò)散進(jìn)入電解液與金電極和銀電極構(gòu)成測(cè)量回路，陰極釋放電子，陽(yáng)極接受電子，產(chǎn)生電流，該電流與溶解氧的濃度成正比，如下圖所示。
熒光法溶解氧傳感器的工作原理：基于熒光猝熄原理。藍(lán)光照射到熒光物質(zhì)上使熒光物質(zhì)激發(fā)并發(fā)出紅光，由于氧分子可以帶走能量（猝熄效應(yīng)），所以激發(fā)的紅光的時(shí)間和強(qiáng)度與氧分子的濃度成反比。通過(guò)測(cè)量激發(fā)紅光與參比光的相位差，并與內(nèi)部標(biāo)定值對(duì)比，從而可計(jì)算出氧分子的濃度，如下圖所示。
三種不同類(lèi)型的溶解氧傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示：
溶解氧傳感器 | 應(yīng)用范圍 | 使用條件 | 干擾因素 | 維護(hù)量 |
原電池型 | 應(yīng)用量程廣，可測(cè)ppb痕量級(jí)和ppm量級(jí) | 信噪比小，產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)的可能性增加；對(duì)測(cè)量介質(zhì)有小流速要求 | PH，介質(zhì)電導(dǎo)率，介質(zhì)中的油類(lèi)、硫化物、鐵、亞鐵、碳酸鹽和藻類(lèi)等；如果電解液被污染了，會(huì)造成電池電勢(shì)的漂移，導(dǎo)致測(cè)量誤差 | 好的電極大約半年需要補(bǔ)充電解液及更換膜片，清潔電極等維護(hù) |
極譜型 | ||||
熒光法 | 由于熒光淬滅時(shí)間間隔和溶解氧氣濃度呈非線性關(guān)系，只能進(jìn)行單點(diǎn)驗(yàn)證和過(guò)程校準(zhǔn) | 對(duì)測(cè)量介質(zhì)有小流速要求 | 抗力強(qiáng)，除較高濃度的二氧化氯外，不易受到其他干擾物質(zhì)的影響，但探頭應(yīng)避免陽(yáng)光直曬；熒光帽在被刮蹭或部分污染的情況下能保持其準(zhǔn)確度，且容易清洗 | 維護(hù)量低，無(wú)需校準(zhǔn)、更換電解液和滲透膜，2~3年更換熒光帽 |
原電池型和極譜型溶解氧傳感器屬于傳統(tǒng)型溶解氧傳感器，由于膜和電解液的原因，需要經(jīng)常更換和清洗探頭，而且數(shù)據(jù)容易漂移。熒光法溶解氧傳感器不需要頻繁清洗探頭，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，測(cè)量響應(yīng)時(shí)間快，效果是節(jié)約了能源以及保證了降解效果。
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