溶解氧的檢測原理與應用

關于溶解氧 

溶解氧(Dissolved Oxygen)，縮寫為DO，指溶解在水中的分子態氧，即水中O₂，單位為mg/l。

水中溶解氧量是水質重要指標之一，也是水體凈化的重要因素之一，溶解氧高，有利于對水體中各類污染物的降解，從而使水體較快得以凈化；溶解氧低，水體中污染物降解較緩慢。

溶解氧的含量與溫度、氣壓、鹽分濃度有關。
溫度：溫度越高，溶解氧濃度越低
氣壓：氣壓越大，溶解氧濃度越高
鹽分：鹽分越高，溶解氧濃度越低

檢測原理

1、電化學法
根據法拉第第二定律，氧氣與還原物質的反應速率與兩者之間的濃度成正比。
測量儀器會將電流通過工作電極和參比電極之間，觸發氧化和還原反應。通過測量電流的大小，可以推斷出溶解氧的濃度。當水樣中的溶解氧濃度較高時，氧離子的生成速率也較高，電流也就較大。反之，溶解氧濃度較低時，電流較小。

2、極譜法

電極中，有黃金環或鉑金環作陰極，銀-氯化銀（或汞-氯化亞汞）作陽極，電解液為氯化鉀溶液，陰極外表面覆蓋一層透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡膠等透氣材料。

極普法陽極：氧化反應，失去電子（銀），惰性金屬4Ag→4Ag⁺+4e^﹣陰極：還原反應，接受電子（金），惰性金屬 O₂+2H₂O+4e=4OH^-需要外加0.6～0.8V的極化電壓，依賴這個外部電壓推動反應。

3、原電池法
陽極：氧化反應，失去電子（鋅），活潑金屬2Zn=2Zn²⁺+4e^-陰極：還原反應，接受電子（銀），惰性金屬O₂+2H₂O+4e=4OHˉ自發性反應電解質必須是堿性的水溶液1.防止電極腐蝕2.避免副反應發生3.在酸性環境中，陰極反應會生成水和氫離子（H?）而不是氫氧根離子（OH?）

4、熒光法
一個紅色光源和一個藍色光源和一個光電檢測器。

涂層通過吸收電極內部發出的藍光而被激發，它通過發射紅光來發出熒光，紅光由電極內部的光電探測器測量，當氧分子存在于膜的外表面上時，它們可以吸收激發態涂層的多余能量。這樣就減少(淬滅)到達光電探測器的熒光量。電極還包含紅光光源。紅光不會激發涂層 ， 而是由涂層反射并由光電探測器測量。

特性 優缺點對比

應用領域

污水處理領域：監測水處理過程中溶解氧的濃度，提高水處理效率；

工業生產領域：監測生產過程溶解氧的含量，確保生產過程正常進行；環境監測領域：監測環境中溶解氧濃度，及時處理污染環境的行為及事件；水產養殖領域：對水體溶解氧的監測，滿足魚類生長對溶解氧的需求。