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的平衡。水中溶解氧的飽和含量和空氣中氧的分壓、大氣壓力、水溫、水中含鹽量等有密切關系。清潔地面水中溶解氧一般接近飽和，20℃清潔水中飽和溶解氧含量約為9mg/L。水體受有機、無機還原性物質(zhì)污染，會使溶解氧降低，當水中溶解氧低于2mg/L時，水體即產(chǎn)生惡臭。 溶解氧檢測儀是測定水中溶解氧含量的儀器，根據(jù)測量原理，有電化學式和光化學式兩類。目前，大多數(shù)溶解氧檢測儀使用的是電化學傳感器。盡管電化學傳感器的精確性和可用性被廣泛認可，但當用在污水處理時，其缺點便顯現(xiàn)出來，電化學傳感器存在明顯的問題和局限性。包括日常維護比較復雜和頻繁，經(jīng)常需要校準；而且電極的透氣膜容易老化；以及它需要電極本身的氧化還原反應來測定氧的濃度，測定過程中需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(jié)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(jié)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(zhì)上，該涂層的熒光物質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)的干擾。 |
