溶解在水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧,天然水中的溶解氧含量取決于水體與大氣中氧氣的平衡。水中溶解氧的飽和含量與空氣中氧分壓、大氣壓力、水溫、水中鹽分含量等密切相關。清澈的地下水中溶解氧一般接近飽和,20℃清水中飽和溶解氧含量約為9mg/L。水體被有機和無機還原性物質污染,使溶解氧減少。當水中溶解氧低于2mg/L時,水體會產(chǎn)生惡臭。 溶解氧檢測儀是一種測量水中溶解氧含量的儀器。根據(jù)測量原理,有電化學和光化學兩種。目前,大多數(shù)溶解氧檢測儀使用電化學傳感器。盡管電化學傳感器的準確性和實用性得到廣泛認可,但在廢水處理中使用時其不足之處變得明顯,電化學傳感器存在明顯的問題和局限性。包括復雜而頻繁的日常維護,并且經(jīng)常需要校準;且電極的透氣膜容易老化;以及它需要通過電極本身的氧化還原反應來確定氧氣的濃度,在測量過程中需要消耗被測樣品中的溶解氧;并且限制了測量流速,為了使電化學電池內(nèi)受擴散控制的電化學反應達到平衡,需要在膜表面維持一個最小的流量,一般為200mL/min,在這個流量以下,測定結果受水流的影響非常大。此外,過高的流速也會對膜和陰極電解液層厚度產(chǎn)生影響,從而影響測量結果。 因此,出現(xiàn)了基于熒光技術的光學式溶解氧傳感器。它主要用于市政污水、工業(yè)污水處理廠等場所,連續(xù)監(jiān)測水中的溶解氧濃度。與電化學傳感器相比,它的優(yōu)點是它無需消耗氧氣,因而不受樣品流動速度的影響,沒有電解液,不需要經(jīng)常做校準,維護工作量也很小。 LDO溶解氧傳感器的光學部分由兩個發(fā)光二極管和一個硅光電檢測器組成。傳感器帽表面有一層熒光涂層,傳感器中的藍色LED光源發(fā)出一束藍色光,照射在熒光物質上,該涂層的熒光物質隨即被這束藍光激發(fā),此激發(fā)態(tài)并不穩(wěn)定,遇到氧以后會迅速釋放出紅色的光線并回復至原始狀態(tài)。此紅光和先前LED發(fā)射的藍光存在一個時間滯后,光電檢測器可以監(jiān)測到藍光和紅光之間的這個相位滯后,即測量熒光物質從被藍光激發(fā)到發(fā)射紅光后恢復原態(tài)的時間,根據(jù)這個來計算水中溶解氧的含量。該相位滯后與發(fā)光體附近的溶解氧濃度成反比。當氧氣與熒光物質接觸后,則其產(chǎn)生的紅色光的強度會降低,同時其產(chǎn)生紅光的時間也會縮短,水樣中溶解的氧氣的濃度越高,則傳感器產(chǎn)生的紅光的強度就會越低。 并且,探頭發(fā)光體外面鍍有一層炭黑色的聚苯乙烯,可實現(xiàn)光絕緣,并且,當傳感器帽附著在傳感器上時,可以保護傳感器不受外部光源干擾。由于傳感器并非化學原理,因此該傳感器的測量不受水中各種重金屬離子、H2S、NH4等化學物質的干擾。
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