深度分析智慧水務感知層傳感器——溶解氧傳感器
? ? ? ?傳感器是能夠感受規定的、被測量的、并按照一定規律轉換成可輸出信號的器件或裝置的總稱。傳感器技術就是實現五官感覺的人工化,依據仿生學技術,實現人造的五種感官。
溶解氧傳感器的定義
? ? ? 溶解氧是指溶解于水中或者液體中的分子態氧,是評價水質污染的常規指標之一。
溶解氧傳感器的分類
溶解氧傳感器的原理可以分為熒光法和極譜法兩種。
溶解氧傳感器的基本技術參數
? ? ?響應時間是一個重要的性能參數。響應時間的長短決定傳感器能否及時地反映出溶液中溶解氧濃度的變化情況。
極譜法溶解氧傳感器
極譜型溶解氧傳感器根據 Clark 原理設計復膜電極,Clark 電極是一種被氣體滲透膜覆蓋的電流型電極,最早在上個世紀 60 年代由 L.R.Clark 設計完成。Clark 電極利用膜的滲透性允許氧分子透過,不允許其它電解質透過的原理,排除被測水體中各種離子電解反應的干擾,從而提高了溶解氧傳感器的靈敏度。
極譜法溶解氧傳感器結構
? ? ? 極譜式傳感器是采用電化學方法,通過Au電極表面溶解氧接收電子變成氧負離子,最終轉換成羥基,通過測量這個過程的電流變化檢測溶解氧的濃度。
極譜法溶解氧傳感器的原理
? ? ? ?極譜型溶解氧傳感器制造較為簡單,價格上也相對便宜,功能也很齊全,普遍用于污水廠、自來水廠、水站、地表水、養殖業、工業等領域的溶解氧測量。
熒光溶解氧傳感器。
? ? ? ?熒光溶解氧傳感器則是通過LED燈光照射到熒光材料上,熒光材料吸收光能量,釋放出熒光,而溶解氧可以吸收熒光材料中躍遷的電子,發生熒光猝滅,降低熒光強度和熒光時間,通過檢查熒光強度的變化或者熒光時間的長短可以檢測溶解氧的濃度。
熒光法的優點
? ? ? 熒光猝滅法可以克服傳統方法的檢測步驟復雜、消耗氧氣、維護成本高、無法實現在線監測等缺點??垢蓴_能力強,穩定性好,具有復雜情況下在線測量能力,沒有試劑污染等特點。
熒光溶氧的光源模塊
溶解氧傳感器的校準及標準曲線配置
制作溶解氧濃度為 0 的無氧水和不同濃度溶解氧的水
?無氧水的制備方法有兩種
a.煮沸法
首先將蒸餾水加熱至沸騰,沸騰一段時間后倒入容器中,使用高分子膜緊貼水的表面進行密封,靜置待其冷卻至室溫。
b.化學消耗法
使用亞硫酸鈉可以通過氧化作用將水中的氧氣消耗完全。得到的無氧水繼續使用高分子膜進行密封。
?不同濃度的溶解氧水樣
可以在已經制作好的無氧水中使用空氣泵對其進行連續的打氧,在室溫下不停攪拌,根據充入氣體的體積從而制備出不同濃度的溶解氧水樣。
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