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溶氧傳感器成為保障水產養殖與環境監測的核心

更新日期:2025-01-03      瀏覽次數:141
  溶氧傳感器是一種用于測量溶液或氣相中溶解的氧氣濃度的設備,其工作原理基于電化學方法。傳感器通過利用電化學反應將氧氣轉化為電流信號,進而測量氧氣濃度。以下是對傳感器工作原理的詳細解釋:
  

溶氧傳感器

 

  一、電化學反應
  
  1、氧化還原電極:傳感器通常包括一個氧化還原電極和一個參比電極。其中,氧化還原電極是通過特殊的材料制成,比如鉑或金等。在儀器工作過程中,將待測的溶液或氣體與氧化還原電極接觸,氧氣會在電極表面進行還原或氧化反應,并通過電子轉移發生電化學反應。
  
  2、參比電極:參比電極一般采用銀/銀氯化銀電極,提供控制反應的偏壓。這些反應會引起電流的變化,并通過電路進行放大和轉換。測量出的電流信號與氧氣濃度成正比。
  
  二、校準過程
  
  標準溶液比對:為了準確地測量溶解氧氣濃度,通常需要對傳感器進行校準。校準是通過與已知氧氣濃度的標準溶液進行比對來完成的。校準值可以根據溶液中的氣體分壓來確定。
  
  三、平衡型溶解氧傳感器
  
  平衡型傳感器由三電極組成,陰極和陽極為兩根雙繞的細鉑絲,陽極和陰極均由貴金屬鉑或金制成,浸在由隔膜包住的電解液中。同時用銀絲帶做參比電極,提供控制反應的偏壓。
  
  平衡型溶解氧傳感器的特點是氧不必通過膜擴散去產生信號,就是不耗氧。它在陰極與陽極之間連續循環,只有試樣中氧的濃度改變時,它才擴散到膜內或從膜內擴散出來。由于信號與擴散速度無關,測量精度不受膜上形成的氧化鐵或其他沉積物影響,也不受水樣流速影響,保持同一靈敏度。
  
  四、熒光法溶解氧傳感器
  
  1、熒光猝滅原理:熒光法溶解氧傳感器的工作原理基于熒光猝滅原理。當特定波長的藍光照射到傳感器內部的熒光物質上時,熒光物質會被激發并發出紅光。由于氧分子可以帶走能量(猝熄效應),因此激發的紅光的時間和強度與氧分子的濃度成反比。
  
  2、相位差測量:傳感器通過測量激發紅光與參比光的相位差,并與內部標定值進行對比,從而計算出氧分子的濃度。
  
  溶氧傳感器通過電化學反應將氧氣轉化為電流信號,通過測量電流信號來確定溶解氧氣濃度。無論是電化學方法還是光學方法,都有各自的優勢和應用場景。在選擇溶氧傳感器時,應根據具體需求和環境條件選擇合適的類型。

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