HORIBA堀场-LAQUA拉夸仪表 电流与光学溶解氧传感器.docx

电流与光学溶解氧传感器实验室或现场的现代溶解氧（DO）测量方法涉及将DO传感器连接到记录校准 和测量数据的仪表。DO传感器可以设计用于离散采样，生物需氧量（BOD）测试或 长期监测应用，而DO仪表可以配备内部气压计，补偿算法和其他特殊功能，并连 接到计算机进行数据传输。溶氧传感器有两种类型一一电化学和光学。电化学溶氧传感器，也称为电化学 或克拉克型传感器，根据产生的电流测量水中的溶解氧浓度。极谱法和电流法是电 化学溶氧传感器的类型。与极谱法传感器相比，电流传感器的优点是它们不需要外 部电压源和预热时间即可运行，并且其电解质可以长时间使用。光学溶氧传感器, 俗称发光溶氧传感器（LDO）,但有些被称为荧光传感器，根据氧气存在下的发光 猝灭来测量水中的溶解氧浓度。它们可以测量发光的强度或寿命，因为氧气会影响 两者.1基于发光寿命的传感器相对于基于发光强度的传感器的优点是它们不易受 到光源和检测器漂移、光路变化以及由于染料降解或浸出引起的漂移的影响。2它 们表现出长期稳定性2并保持其准确性，即使有一些光降解。HORIBA提供电镀电化学溶氧传感器和基于发光寿命的光学溶氧传感器。两款传感 器均免维护，采用即插即用配置设计，由两局部组成：坚固的传感器主体，内置热 敏电阻和不同的电缆长度，以及可更换的溶氧传感器尖端/盖子，提供简单、快速 和准确的溶解氧和温度测量。要了解有关这些溶氧传感器的更多信息、，请继续阅读。A.原理图电流溶氧传感器ElectrodesiligF组件：1. 阴极2. 阳极3. 电解质4. 膜阴极和阳极是不同的金属（不同的电势）。为了在没有外部施加电位的情况下 减少氧气，阳极和阴极之间的电位差应至少为0.5V。当放置在电解质溶液中时, 不同金属之间的电位使它们自极化，电子从阳极内部行进到阴极。因此，电流 溶氧传感器不需要任何预热时间。阴极（例如，Ag或其他贵金属）通过内部电路接受来自阳极的电子，并将它们 传递给氧分子。它不会干扰反响。因此，阳极（例如Zn, Pb或其他活性金属） 被氧化，氧在阴极外表被还原。阴极和阳极都浸没在电解质（例如，NaOH, NaCl或其他惰性电解质）中，并封 闭在装有疏水性，透氧膜的盖子中。光学溶氧传感器Excitation Light Source(Blue LED)Excitation(Ultraviolet light)Photodetector(photodiode)Reference light source(Red LED)EmissionOxygen response fluorescent film组件：1. 发光二极管（LED）2. 光电探测器3. 发光染料4. 膜双LED参考系统-蓝色LED发出的光会激发染料，使其发光。红色LED发光, 但只是被染料反射回来，不会导致发光。它作为确保准确性的参考。传感器薄膜- 一种夹在薄膜中的发光染料。当暴露在蓝光下时，染料被激发（电 子获得能量）并在电子恢复到正常能量状态时发光。光电探测器-光电二极管测量染料发光的强度或寿命。传感器薄膜涂覆在传感器盖上，而LED和光电探测器那么安装在传感器主体中。B.工作原理电流溶氧传感器当电偶溶氧传感器浸入水样中时，以与水中氧气压力成比例的速率扩散穿过透 氧膜的氧气被减少并在阴极消耗。该反响产生与氧浓度直接相关的电流。该电 流由电解质中的离子携带，并从阴极流向阳极。阳极（Pb）-铅氧化反响：2 pb - 2 pb2+ 4e-阴极（Ag）-氧还原反响：02+ 4e- + 2H20 - 40H-总体反响：02+ 2小时2欧+ 2百分贝一 2百分贝（俄亥俄州）2产生的电流与消耗的氧气成正比，因此与样品中的氧气分压成正比。由这些反响产生的白色固体Pb (OH) 2被沉淀到电解质溶液中。它既不涂覆阳 极，也不消耗电解质，因此在数量过多之前不会影响传感器的性能。如果发生 这种情况，它可能会干扰离子携带电流的能力。由于电溶氧传感器是自极化的，因此即使传感器未使用，阳极也会持续消耗。 当长时间没有测量时，应断开DO尖端并按照手册存放。光学溶氧传感器当光学溶氧传感器浸入水样中时，氧气穿过膜并与染料相互作用。这淬灭或降 低了染料发光的强度和寿命，该发光由光电探测器测量并用于计算DO浓度。当染料暴露于蓝光时，发光的强度和寿命与样品中的氧气量成反比。使用相荧光法技术将寿命作为氧浓度的函数进行监测，其中在调制的发光信号 和调制的参考信号之间测量氧敏感的相位差。tan=2兀fluminescence 医： signalexcitationsignaltimeFig. 1. Principle of phase fluoromel如果激励信号是正弦调制的，染料的发光也被调制，但相对于激励信号是时间 延迟或相移的。这种相移如图1所示。蓝色和红色LED交替切换以确定相位差, 0裁判，仅由于电子产品。该相移从氧依赖性相移中实时减去，0签名，以获得 特定的传感器输出相移。2