溶解氧分析儀的工作原理及適用分析

溶解氧分析儀是一種用于測量水體中溶解氧濃度的設備，它在水質監測、水處理、環境科學、水產養殖等領域具有重要作用。以下是溶解氧分析儀常見的工作原理及其比較：

一、工作原理

膜電極法原理：膜電極法核心組件為極譜式溶解氧電極。電極包含一層透氣膜（如聚四氟乙烯），允許水中的氧氣透過并與內部的電解液接觸。電極內部有兩個電極：金（陰極）和銀（陽極），當施加電壓時，氧氣在陰極被還原，陽極則發生氧化反應。根據法拉第定律，通過測量通過電極的電流大小，可以推算出溶解氧的濃度。

熒光法原理：熒光法溶解氧分析儀利用特定的熒光染料作為氧敏感元件。當染料受到特定波長的光照射時，會發出熒光。溶解氧與染料分子結合后，熒光強度會發生變化。通過測量熒光強度的變化，即可計算出溶解氧濃度。優點：熒光法無需電解液，無極化時間，抗干擾能力強，尤其對水樣中污染物的干擾有較好的抵抗性，且維護量低，使用壽命長。

光學傳感法原理：光學傳感法（如光纖傳感法）通常利用特定波長的光通過含有溶解氧的水樣，根據氧分子對光的吸收、散射特性變化來測定溶解氧濃度。此方法通常涉及復雜的光路設計和信號處理技術。

優點：光學傳感法具有較高的精度和穩定性，適用于在線連續監測，且不受電導率、壓力、溫度等因素影響。

二、比較

1.       測量原理：•膜電極法基于電化學反應，通過電流大小計算溶解氧濃度，原理直觀，技術成熟。•熒光法利用氧對熒光染料的影響，無須電解液，抗干擾性強，維護簡單。•光學傳感法則利用光的吸收、散射特性變化，技術復雜，精度高，適用于在線監測。

2.       維護需求：•膜電極法需要定期更換膜片和電解液，維護頻率相對較高。•熒光法幾乎無需更換耗材，只需定期校準，維護工作量較小。•光學傳感法雖無需更換耗材，但光路系統可能需要定期清潔和校準。

3.       抗干擾性：•膜電極法對水樣中的干擾物質（如硫化物、油類等）較為敏感。•熒光法和光學傳感法抗干擾能力強，尤其適合含復雜成分或污染物的水體。

綜上所述，選擇何種溶解氧分析儀應根據實際應用需求（如測量精度、穩定性、抗干擾性、維護成本、使用環境等）來決定。