日常見到的溶解氧測定儀是測定水中溶解氧的裝置。溶解氧儀則是測量溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的含量。

溶解氧儀簡明原理

常見的溶解儀多采用隔膜電極作換能器，將溶氧濃度(實際上是氧分壓)轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)放大、調(diào)整(包括鹽度、溫度補償)，由模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示。

溶氧儀實用的膜電極有兩種類型：極譜型(Polarography)和原電池型(Galvanic Cell)。極譜型(Polarography)：電極中，由黃金(Au)環(huán)或鉑(Pt)金環(huán)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。陰陽兩電極之間外加0.5～1.5伏的 　　 極化電壓。有的極化電壓為0.7伏。當溶解氧透過薄膜到達黃金陰極表面，在電極上發(fā)生如下反應(yīng)。

陰極被還原：O2+2H2O+4e→4OHˉ

同時，陽極被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl

在正常情況下，上述還原-氧化反應(yīng)產(chǎn)生的擴散電流i∞之值與溶氧濃度成正比?？捎孟率奖硎荆?/span>

i∞=nFA(Pm/L)Cs

式中：i∞-穩(wěn)定狀態(tài)的擴散電流

n-得失電子數(shù)

F-法拉第常數(shù)(96500 庫侖)

A-陰極表面積(平方厘米)

Pm-薄膜的滲透系數(shù)(厘米2/秒)

L-薄膜的厚度(厘米)

Cs-溶解氧濃度(ppm)

當電極結(jié)構(gòu)和薄膜確定之后，式中A、Pm、L、n等均為常數(shù)。令K= nFA(Pm/L)，則上式中：i∞=KCs。

因此可見，只要測得擴散電流i∞，即可測得溶解氧濃度。為消除溫度、鹽度和氣壓因素影響，各型號產(chǎn)品采用各自技術(shù)進行補償。

原電池型(Galvanic Cell)：當外界氧分子透過薄膜進入電極內(nèi)相到達陰極的三相界面時，產(chǎn)生下式反應(yīng)。

銀陰極被還原：O2+2H2O+4e→4OHˉ

同時，鉛陽極被氧化：2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O

即：氧在銀陰極上被還原為氫氧根離子，并同時向外電路獲得電子;鉛陽極被氫氧化鉀溶液腐蝕，生成鉛酸氫鉀，同時向外電路輸出電子。接通外電路之后，便有信號電流通過，其值與溶氧濃度成正比。

環(huán)境影響

適當?shù)娜苎鯇玫乃|(zhì)是必不可少的，所有的生命形態(tài)都需要氧。天然的溪水凈化過程要求有恰當?shù)难鹾抗┙o有氧生命形態(tài)。如水中的氧含量低于5.0mg/L，水生物生存*有困難，濃度越低越困難。如氧含量低于1-2mg/L并持續(xù)幾小時將導(dǎo)致水生物大批死亡。

應(yīng)用場合

溶氧電極可用來測量用來對氧含量會影響反應(yīng)速度、流程效率或環(huán)境的流程進行監(jiān)控：如水產(chǎn)養(yǎng)殖、生物反應(yīng)、環(huán)境測試(湖、溪、海洋)、水/廢水處理、葡萄酒生產(chǎn)。

溫度補償

對標準溶氧測量說，溫度影響到氧的溶解度和擴散速度，因此必須進行溫度補償。

鹽度修正

溶解鹽的存在限制了可溶解于水的氧的含量。氧的濃度和分壓之間的關(guān)系隨著每份樣品溶液鹽度的不同而變化，因此多數(shù)的儀表制造商提供人工調(diào)節(jié)鹽度來修正由離子濃度不同而造成的變化。

生化需氧量(BOD)

BOD 測試一般用于污水處理廠，水處理廠需要知道微生物分解有機物質(zhì)時從水中消耗的氧的量，這點很重要。該測試可使水處理廠確定水處理的效力或仍然存在的污染量。通過測量特定培養(yǎng)期起始及終止時溶解于樣品內(nèi)的氧的含量可以確定廢水、排出液和污水的相對需氧量?？赏ㄟ^測出時間1的溶氧(T1)，減去時間2的溶氧(T2);將該數(shù)值乘以*終樣品體積(VF)并除以*初樣品體積(V)來計算出BOD。 　　BOD (mg/L) = (T1 – T2)VF/V

故障處理

使用極譜式電極時，校正或測量前要預(yù)熱至少15-30分鐘。

為確保膜的電解液內(nèi)沒有氣泡，ASI膜帽在設(shè)計上要求在裝上膜頭時要排除掉所有液腔內(nèi)的空氣。

膜表面上不能留有任何氣泡，否則它會將氣泡當作氧飽和樣品進行讀數(shù)。

即使使用的是帶有自動溫度補償?shù)膬x表，也要在接近樣品溶液的溫度下校正電極。電極應(yīng)在空氣中校正，以空氣作為*的飽和溶解氧標準點。