Ⅰ 如何有效地使用溶解氧测定仪
根据浓度不同,隔膜电极分为极谱式和原电池式两种类型。极谱式隔膜电极以银-氯化银作为对电极,电极内部电解液为氯化钾,电极外部为厚度25-50μm的聚乙烯和聚四氟乙烯薄膜,薄膜挡住了电极内外液体交流,使水中溶解氧渗入电极内部,两电极间的电压控制在0.5-0.8V,通过外部电路测得扩散电流可知溶解氧浓度。原电池式用银作阳电极,铅作阴电极。阳电极和银电极浸入氢氧化钾电解池中,形成两个半电池,外层同样用薄膜封住。溶解氧在阳极被还原,产生扩散电流,通过测定扩散电流可得溶解氧浓度。
防水型溶解氧测定仪是用于检测溶解氧的一款完美仪器,完全防水,甚至可以漂浮!
溶解氧检测是水质检测一项非常重要的指标。BDO-200A型溶氧仪应用包括水环境监测、渔业、污废水排放控制和实验室检测BOD等。仪器的大屏幕显示屏能够将检测结果以mg/l为单位或空气饱和度百分比形式显示出来,同时还显示温度。
由微处理器控制的仪器提供最先进的溶解氧检测技术。待测样品中的氧气透过一片极薄的可穿透薄膜到达传感器,传感器含有一个玻璃泡铂电极和一个银丝制成的阳极。传感器还有一个内置的电热调节传感器,可以测量温度并作线性温度补偿。
只需要几分钟即可完成仪器的校准。全部操作已经被简化到只需要将传感器探头置于饱和空气中,并按单键进行操作即可。
随仪器还提供可替换探头薄膜和电解液,仪器随机提供一个便携软包和一根3m长的探测器电缆。
Ⅱ 水中溶氧检测
摘 要:本文综述了水体溶解氧的各种检测方法及原理,诸如碘量法、电流测定法(Clark溶氧电极)、电导测定法、荧光淬灭法等,比较各种方法的优缺点,对荧光淬灭法的应用前景进行了初步探讨。
关键词:溶解氧、荧光淬灭、环境监测
0.引言
随着当今世界工业、农业的迅猛发展,大量的工业废水、农田排水向江河湖海排放,同时,我国城市生活污水大约有80%未经处理直接排放,小城镇及广大农村生活污水大多处于无序排放状态[1],使得许多地方的水质日益恶化,水污染和水资源短缺日益严重,所以迫切需要对污水进行及时监控和有效处理。其中,水中溶解氧含量是进行水质监测时的一项重要指标。
溶解氧(Dissolved Oxygen)是指溶解于水中分子状态的氧,即水中的O2,用DO表示。溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。溶解氧的一个来源是水中溶解氧未饱和时,大气中的氧气向水体渗入;另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。溶解氧随着温度、气压、盐分的变化而变化,一般说来,温度越高,溶解的盐分越大,水中的溶解氧越低;气压越高,水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亚硝酸根、亚铁离子等还原性物质所消耗外,也被水中微生物的呼吸作用以及水中有机物质被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以说溶解氧是水体的资本,是水体自净能力的表示。天然水中溶解氧近于饱和值(9ppm),藻类繁殖旺盛时,溶解氧含量下降。水体受有机物及还原性物质污染可使溶解氧降低,对于水产养殖业来说,水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响,当溶解氧低于4mg/L时,就会引起鱼类窒息死亡,对于人类来说,健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。当溶解氧(DO)消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时,溶解氧的含量可趋近于0,此时厌氧菌得以繁殖,使水体恶化,所以溶解氧大小能够反映出水体受到的污染,特别是有机物污染的程度,它是水体污染程度的重要指标,也是衡量水质的综合指标[2]。因此,水体溶解氧含量的测量,对于环境监测以及水产养殖业的发展都具有重要意义。
1.水体溶解氧的各种检测方法及原理
1.1 碘量法(GB7489-87)(Iodometric)
碘量法(等效于国际标准ISO 5813-1983)是测定水中溶解氧的基准方法,使用化学检测方法,测量准确度高,是最早用于检测溶解氧的方法。其原理是在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾,生成氢氧化锰沉淀。此时氢氧化锰性质极不稳定,迅速与水中溶解氧化合生成锰酸锰:
4MnSO4+8NaOH = 4Mn(OH)2↓+4Na2SO4 (1)
2Mn(OH)2+O2 = 2H2MnO3↓ (2)
2H2MnO3+2Mn(OH)3 = 2MnMnO3↓+4H2O (3)
加入浓硫酸使已化合的溶解氧(以MnMnO3的形式存在)与溶液中所加入的碘化钾发生反应而析出碘:
4KI+2H2SO4 = 4HI+2K2SO4 (4)
2MnMnO3+4H2SO4+HI = 4MnSO4+2I2+6H2O (5)
再以淀粉作指示剂,用硫代硫酸钠滴定释放出的碘,来计算溶解氧的含量[3],化学方程式为:
2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+4NaI (6)
设V为Na2S2O3溶液的用量(mL),M为Na2S2O3的浓度(mol/L),a为滴定时所取水样体积(mL),DO可按下式计算[2]:
DO(mol/L)= (7)
在没有干扰的情况下,此方法适用于各种溶解氧浓度大于0.2mg/L和小于氧的饱和度两倍(约20mg/L)的水样。当水中可能含有亚硝酸盐、铁离子、游离氯时,可能会对测定产生干扰,此时应采用碘量法的修正法。具体作法是在加硫酸锰和碱性碘化钾溶液固定水样的时候,加入NaN3溶液,或配成碱性碘化钾-叠氮化钠溶液加于水样中,Fe3+较高时,加入KF络合掩敝。碘量法适用于水源水,地面水等清洁水。碘量法是一种传统的溶解氧测量方法,测量准确度高且准确性好,其测量不确定度为0.19mg/L[4]。但该法是一种纯化学检测方法,耗时长,程序繁琐,无法满足在线测量的要求[5]。同时易氧化的有机物,如丹宁酸、腐植酸和木质素等会对测定产生干扰。可氧化的硫的化合物,如硫化物硫脲,也如同易于消耗氧的呼吸系统那样产生干扰。当含有这类物质时,宜采用电化学探头法[6],包括下面将要介绍的电流测定法以及电导测定法等。
1.2 电流测定法(Clark溶氧电极)
当需要测量受污染的地面水和工业废水时必须用修正的碘量法或电流测定法。电流测定法根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中溶解氧(DO)的含量。溶氧电极的薄膜只能透过气体,透过气体中的氧气扩散到电解液中,立即在阴极(正极)上发生还原反应:
O2+2H2O+4e à 4OH- (8)
在阳极(负极),如银-氯化银电极上发生氧化反应:
4Ag+4Cl- à 4AgCl+4e (9)
(8)式和(9)式产生的电流与氧气的浓度成正比,通过测定此电流就可以得到溶解氧(DO)的浓度。
电流测定法的测量速度比碘量法要快,操作简便,干扰少(不受水样色度、浊度及化学滴定法中干扰物质的影响),而且能够现场自动连续检测,但是由于它的透氧膜和电极比较容易老化,当水样中含藻类、硫化物、碳酸盐、油类等物质时,会使透氧膜堵塞或损坏,需要注意保护和及时更换,又由于它是依靠电极本身在氧的作用下发生氧化还原反应来测定氧浓度的特性,测定过程中需要消耗氧气,所以在测量过程中样品要不停地搅拌,一般速度要求至少为0.3m/s,且需要定期更换电解液,致使它的测量精度和响应时间都受到扩散因素的限制。目前市场上的仪器大多都是属于Clark电极类型,每隔一段时间要活化,透氧膜也要经常更换。张葭冬[7]对膜电极的精密度作了研究,用膜电极法测量溶解氧的标准偏差为0.41mg/L,变异系数5.37%,碘量法测量溶解氧的标准偏差为0.3mg/L,变异系数为4.81%。同碘量法做对比实验时,每个样品测定值绝对误差小于0.21mg/L,相对误差不超过2.77%,两种方法相对误差在-2.52%~2.77%之间。代表产品有美国YSI公司的系列便携式溶解氧测量仪,如YSI58型溶解氧测量仪,该仪器可高质量地完成实验室和野外环境的测试工件,操作简便携带方便。测量范围为0~20mg/L,精度为±0.03mg/L。
1.3 荧光猝灭法
荧光猝灭法的测定是基于氧分子对荧光物质的猝灭效应原理,根据试样溶液所发生的荧光的强度来测定试样溶液中荧光物质的含量。通过利用光纤传感器来实现光信号的传输,由于光纤传感器具有体积小、重量轻、电绝缘性好、无电火花、安全、抗电磁干扰、灵敏度高、便于利用现有光通信技术组成遥测网络等优点,对传统的传感器能起到扩展、提高的作用,在很多情况下能完成传统的传感器很难甚至不能完成的任务,因此非常适合于荧光的传输与检测。从80年代初起,人们已开始了探索应用于氧探头的荧光指示剂的工作。早期曾采用四烷基氨基乙烯为化学发光剂,但由于其在应用中对氧气的响应在12小时内逐渐衰减而很快被淘汰。芘、芘丁酸、氟蒽等是一类很好的氧指示剂〔8〕,如1984年Wolfbeis等报告了一种对氧气快速响应的荧光传感器,就是以芘丁酸为指示剂,固定于多孔玻璃。这种传感器的优点是响应速度快(可低于50ms),并有很好的稳定性。1989年,Philip等〔9〕将香豆素1、香豆素103、香豆素153三种荧光指示剂分别固定于有机高聚物XAD-4、XAD-8及硅胶三种支持基体中进行实验。从灵敏度、发射强度和稳定性几个方面进行比较,得出了香豆素102固定于XAD-4支持基体中是作为一种灵敏可逆的光纤氧传感器的中介的最佳选择的结论。使用这种荧光指示剂的光纤氧传感器的应用范围相当广泛。
后来过渡金属(Ru、Os、Re、Rh和Ir)的有机化合物以其特殊的性能受到关注,对光和热以及强酸强碱或有机溶剂等都非常稳定。一般选用金属钌铬合物作为荧光指示剂即分子探针。金属钌铬合物的荧光强度与氧分压存在一一对应的关系,激发态寿命长,不耗氧,自身的化学成份很稳定,在水中基本不溶解。钌铬合物的基态至激发态的金属配体电荷转移(MLCT)过程中,激发态的性质与配体结构有密切关系,通常随着配体共轭体系的增大,荧光强度增强,荧光寿命增大,例如在荧光指示剂中把苯基插入到钌的配位空轨道上,从而增强络合物的刚性,在这样的刚性结构介质中,钌的荧光寿命延长,而氧分子与钌络合物分子之间的碰撞猝灭机率提高,从而可增强氧传感膜对氧的灵敏度。目前的研究中,钌化合物的配体一般局限于2,2’-联吡啶、1,10-邻菲洛啉及其衍生物。Brian[10]在实验中比较了在不同pH值介质条件下制得的Ru(bpy)2+3与Ru(ph2phen)2+3两种不同涂料的传感器性能,结果显示在pH=7时Ru(ph2phen)2+3显示了更高的灵敏度。为延长敏感膜在水溶液中的工作寿命,较长时间保持其灵敏性,吕太平〔11〕等合成Ru(Ⅱ)与4,7-二苯基-1,10-邻菲洛啉的亲脂性衍生物生成的新的荧光试剂配合物Ru(I)[4,7-双(4’-丙苯基)-1,10-邻菲洛啉]2(ClO4)2和Ru(Ⅱ)[4,7-双(4’-庚苯基)-1,10-邻菲洛啉]3(ClO4)2。Kerry[12]等合成Ru(Ⅱ)[5-丙烯酰胺基-1,10-邻菲洛啉]3(ClO4)2。实验均发现随着配体碳链的增长,荧光试剂的憎水性增大,流失现象减少,可延长膜的使用寿命。Ignacy[13]等研究还发现极化后的[Ru(dpp)3Cl2]氧传感膜对氧具有更高的灵敏度。吸附在硅胶60上的钌(Ⅱ)络合物在蓝光的激发下发出既强烈又稳定的粉红色荧光,该荧光可以有效地被分子氧淬灭。
其检测原理是根据Stern-Vlomer的猝灭方程[14]:F0/F=1+Ksv[Q],其中F0为无氧水的荧光强度,F为待检测水样的荧光强度,Ksv为方程常数,[Q]为溶解氧浓度,根据实际测得的荧光强度F0、F及已知的Ksv,可计算出溶解氧的浓度[Q]。
实验证明这种检测方法克服了碘量法和电流测定法的不足,具有很好的光化学稳定性、重现性,无延迟,精度高,寿命长,可对水中溶解氧进行实时在线监测。其测量范围一般为0~20mg/L,精度一般≤1%,响应时间≤60s。
1.4 其他检测方法
电导测定法:用导电的金属铊或其他化合物与水中溶解氧(DO)反应生成能导电的铊离子。通过测定水样中电导率的增量,就能求得溶解氧(DO)的浓度。实验表明,每增加0.035S/cm的电导率相当于1mg/L的溶解氧(DO)。此方法是测定溶解氧(DO)最灵敏的方法之一,可连续监测。
阳极溶出伏安法:同样利用金属铊与溶解氧(DO)定量反应生成亚铊离子:
4Tl+O2+2H2Oà4Tl++4OH- (10)
然后用溶出法测定Tl+离子的浓度,从而间接求得溶解氧(DO)的浓度。使用该方法取样量少,灵敏度高,而且受温度影响不大。
2.国内外在水体溶解氧检测领域研究的现状
我国目前对水质检验的常规程序是取样后拿到实验室检验分析,中间的工作环节复杂,导致检测时间长,不能及时得到水质情况。国内目前一些单位和研究机构已经开发研制出一些小型溶解氧检测仪,一般都基于电流测定法,如上海雷磁仪器厂生产的JPSJ-605型溶解氧分析仪,北京北斗星工业化学研究所研制的H-BD5W手持式水质通用测试仪等,其速度方面同国外同类仪器还有一定的差距;国内对荧光溶解氧传感器也有一些研究[5][15],技术已经达到国外平均水平,但研究实现商品化的较少。国外一般采用新型的基于荧光淬灭效应的溶解氧测量仪[16],代表产品有瑞士DMP公司的MICROXI型的溶解氧测量仪,美国OXYMON氧气测量系统等等,测量精确,快速,并可以远程测量等。总的来说,目前市场上大多数商品化溶解氧测量仪都是基于Clark溶氧电极的,基于荧光淬灭法的光纤溶解氧传感器较少。
我国环境监测、监控技术在环境领域的应用等方面的研究与发达国家相比还存在显著差距。目前国内在水质监测系统上还没有自己开发的完整的设备,大多数采用国外的设备和技术,如ECOTECH公司的WQMS(水质监测系统),美国SIGMA900系列水质采样器等等,但是国外的水质检测设备和系统大多数价格高,体积大,有的不完全符合中国的环境条件。据海关统计,2000年我国进口各类仪器仪表总额70亿美元,接近我国仪器仪表工业总产值的50%。全国每年用于仪器仪表进口的费用大大超过用于购买国产仪器的费用,价格昂贵、采购周期长以及各种配件难以获得等原因,严重地约束了我国科学技术的发展[1]。因此我国急需研究开发自行生产的环境水质自动监测仪器。
3.小结
目前国际上发展的主流是基于荧光淬灭原理的光纤溶解氧传感器,仪器的性能一般为:重复性误差±0.3㎎/L,零点漂移和量程漂移±0.3㎎/L,响应时间(T90)≤2min,温度补偿精度±0.3㎎/L,MTBF≥720h/次。根据上述荧光淬灭的特性,拟使用如下方法实现溶解氧检测仪:光源发出的光信号经滤光片送到有荧光指示剂的区域,水中溶解氧与荧光指示剂相作用,引起光的强度、波长、频率、相位、偏振态等光学特征发生变化后送到光探测器和信号处理装置,得到溶解氧浓度的信息。为了防止污染物、水体生物的腐蚀、干扰,仪器的抗干扰能力是关键。应该从传感膜的化学稳定性,仪器的防腐蚀性能,电路的工作稳定性方面多加以研究。
鉴于基于荧光淬灭法测量仪的光纤传感器具有较高的测量精度和较强的抗干扰能力,以及较好的重复性和稳定性,可以用于农业中水产养殖业水质的测量以及各种农业用水污染程度的测量,因此对此种传感器的研究具有重要的实际应用价值和商品化价值。
Ⅲ 污水处理厂的实验室都有什么仪器,哪些是必须的
1.电导率传感器
用途:电导率传感器用于监视进水成分的变化,同时也是化学除磷控制策略的基础。
2.TOC测量仪
用途:TOC表示污水中总有机碳的含量,也是表征水体受有机物污染程度的一个指标。
3.流量监测仪
用途:流量监测仪表主要有堪板、转子流量计、涡轮式流量计、靶式计量槽、电磁流量计、超声波流量计等。
4.溶解氧(DO)测量仪
用途:氧在活性污泥过程中起着非常重要的作用,且相关的曝气费用约占全部运行费用的40%,因此氧传感器成为废水处理厂最广泛的测量监视仪表。氧测量基于液体中扩散氧的电化学反应。溶解氧(DO)传感器是可靠准确的测量仪表,但必须谨慎选择合适的测量位置,并防止结垢。目前自动清洁系统已经相当普遍,一些装备清洁系统并可进行自校准的溶解氧传感器已有应用。DO传感器被广泛用于曝气过程的控制,节省了大量投资,所获得的信息也可用于监视任何活性污泥处理过程。
5.干燥箱
用途:实验实用
6.PH计
用途:pH值是生化过程中的一个重要变量,更是厌氧消化和硝化过程的关键值,通常在污水处理厂都安装有pH电极浸人污泥中,通过不同的清洁策略可以实现长期免维护。对于具有高度缓冲能力的废水,pH值测量对过程变化可能不敏感,因此不适合于过程监督与控制,这种情况可以用碳酸盐测量系统代替。
7.色度计
用途:水质颜色检测
8.显微镜
用途:用于污泥微生物的观察
9.需氧量(COD)测量仪,COD快速消解仪
用途:所谓化学需氧量(COD),是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。
10.马弗炉
用途:实验实用
11.分光光度计,包括721、722、752等
用途:做金属离子分析:总磷、总汞、总镉、总铬、总砷、总氮、六价铬
12.生化培养箱
用途:应用于细菌、霉菌、微生物、组织细胞的培养保存以及水质分析与BOD测试
13.振荡器
用途:作生物、生化、细胞、菌种等各种液态、固态化合物的振荡培养。
14.污泥界面悬浮物测量仪
用途:一个关键的控制因素是二沉池中的污泥界面。合适的污泥界面厚度可以防止污泥腐烂,避免磷释放到上清液和出水中,与生物除磷效果相关。
15.分析天平
用途:实验实用
Ⅳ 什么是溶解氧仪溶解氧仪有哪几种
溶解氧仪其实是测量溶解在水溶液内的氧气的含量。氧气通过周围的空气、空气流动和光合作用溶解于水中。溶氧电极可用来测量用来对氧含量会影响反应速度、流程效率或环境的流程进行监控。溶氧仪具有安装方便,标定周期长(3~4个月),对其他物质不敏感等特点,并且能监测覆膜和内电解质的使用情况,一般每一至三年更换一次电解质和覆膜。
适当的溶氧对好的水质是必不可少的,所有的生命形态都需要氧。天然的溪水净化过程要求有恰当的氧含量供给有氧生命形态。如水中的氧含量低于5.0mg/L,水生物生存就有困难,浓度越低越困难。如氧含量低于1-2mg/L并持续几小时将导致水生物大批死亡。
溶解氧仪,分为极谱式和荧光法两种。
一、极谱式溶解氧仪。
现在市面上溶氧仪大多数是极谱分析仪器,ppm级的可广泛应用于化工化肥、环保、制药、生化、食品和自来水等溶液中溶解氧值的连续监测。ppb级的专为电厂、锅炉给水和凝结水等ppb级溶解氧测量设计,它确保了在(超)低浓度的稳定性和准确性,在测量性能和使用环境等方面现在的技术都有很大的提高。
常见的溶氧仪多采用隔膜电极作换能器,将溶氧浓度(实际上是氧分压)转换成电信号,再经放大、调整(包括盐度、温度补偿),由模数转换显示。
溶氧仪实用的膜电极有两种类型:极谱型(Polarography)和原电池型(Galvanic Cell)。极谱型(Polarography):电极中,由黄金(Au)环或铂(Pt)金环作阴极;银-氯化银(或汞-氯化亚汞)作阳极。电解液为氯化钾溶液。阴极外表面覆盖一层透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡胶等透气材料。
二、荧光法溶解氧仪。
荧光溶氧仪是基于物理学中特定物质对活性荧光的猝熄原理。
传感器前端的荧光物质是特殊的铂金属卟啉复合了允许气体分子通过的聚酯箔片,表面涂了一层黑色的隔光材料以避免日光和水中其它荧光物质的干扰。通过蓝宝石光窗与水密钛合金外壳内红蓝光源以及感光元件隔离。 调制的蓝光照到荧光物质上使其激发,并发出红光,由于氧分子可以带走能量(猝熄效应) ,所以激发红光的时间和强度与氧分子的浓度成反比。我们采用了与蓝光同步的红光光源作为参比,测量激发红光与参比光之间的相位差,并与内部标定值比对,从而计算出氧分子的浓度,经过线性化和温度补偿,输出最终值。
溶解氧仪也分为几类:
1.按便携性分为:便携式溶解氧仪,台式溶解氧仪和笔式溶解氧仪。
2.按用途分为:实验室用溶解氧仪,工业在线溶解氧仪等。
3.按先进程度分为:经济型溶解氧仪,智能型溶解氧仪,精密型溶解氧仪或分为指针式溶解氧仪,数显式溶解氧仪。
4.笔式溶解氧仪,一般制成单一量程,测量范围狭,为专用简便仪器。
在过去的50多年里,一直采用电流法和极谱法测量溶解氧。这种方法对于市政和工业废水中的溶解氧监测曾起着非常重要的作用,但是,传统的电化学方法的使用膜、电极和电解液,从而会导致很多问题,即使进行定期维护,还是不能得到准确的测量结果。
创新的新型荧光技术,没有膜和电解液,几乎不用维护,性能优异,使用方便。
荧光法溶解氧仪,最早是由国外研发出来,并投入使用的,中国在90年代由国家支持,属于国家九五重点公关课题,经过十多年的研究生产技术已经趋于成熟。
Ⅳ 溶解氧测定仪是干什么用的是不是只用于检测水的质量,不梦改变水质对吧,请简单回答
溶解氧测定仪是测定水中溶解氧的装置,工作原理是氧透过隔膜被工作电极还原,产生与氧浓度成正比的扩散电流,通过测量此电流,得到水中溶解氧的浓度。
综上所述,此机器几乎不会对水质造成影响,只是用于测量。
Ⅵ 水产养殖溶氧仪是什么 水产养殖溶氧仪是什么有什么作用
1、水产养殖溶氧仪是什么有什么作用:在水产养殖上的主要作用有:氧含量测量,如检测和调节水中氧气含量,以便维持水产养殖所需要的适宜生态和生长条件。
2、溶氧仪的作用:溶氧仪指的是一种专用于测量氧气在水中的溶解量的仪器设备,水中溶解氧浓度的测量在水处理领域很重要,主要有以下几点作用:
(1)污水处理厂:用在污水处理过程中产生的活性污泥池中氧的测量和调节,以便在生物降解过程中能达到更高效。
(2)水文监测:主要用来测量河流、湖泊及海洋中的氧含量情况,获取当前水的质量信息。
(3)水处理:主要为氧含量的测量,如饮用水中检测状态(氧气丰富或腐蚀预防等)。
(4)鱼塘(水产养殖):养殖池内氧含测量和调节,以便给养殖鱼类维持更好的生态和生长条件。
Ⅶ 什么是溶解氧光学溶解氧测定仪有什么好处
什么是溶解氧?
空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下,空气中的含氧量变动不大,故水温是主要的因素,水温愈低,水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子态氧称为溶解氧,通常记作DO,用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。
光学溶解氧测定仪有什么好处
荧光法溶解氧测定仪的优点更多些,膜法的容易被污泥住,污泥对荧光法DO测量影响很小。荧光法测溶解氧确实比极谱法测量响应快、使用时间长等优点,但是荧光法溶解氧测定仪价格贵一些。
►无需标定。因为是荧光法设计。所以不需要进行标定,这样就大大减少了仪器使用中的维护工作量。
►测量结果稳定。采用荧光法测量溶解氧因为测量过程中不会消耗任何物质,也不会消耗水中的溶解氧,所以这种测量方法测量结果更加稳定。
► 减少清洗频率。传统膜法需要经常清洗,否则会严重影响氧气的透过,从而影响测量,荧光法对探头的清洁要求不高,定期擦拭荧光帽即可。
► 维护量低。因为荧光法不需要标定、不需要频繁校准、不需要更换膜(RO膜)、不需要频繁清洗,所以其安装使用后的维护量非常少。
►
无干扰。pH的变化、污水中含有的化学物质、H2S、重金属等不会对测量造成干扰,另外本身也会有氧化性,可能被普通溶解氧电极当作氧气进行测量;电解液的二氧化碳会对测量造成影响,
主要是改变了电解液的电导率,而LDO没有电解液,所以不会受到二氧化碳的影响。
► 响应时间快。荧光法溶解氧在与水接触的同时即可响应,其时间非常短。
► 无需极化时间。因为不使用电极,所以不存在极化的问题。
Ⅷ 溶解氧测试仪的国内外研究现状
中国对水质检验的常规程序是取样后拿到实验室检验分析,中间的工作环节复杂,导致检测时间长,不能及时得到水质情况。国内一些单位和研究机构已经开发研制出一些小型溶解氧检测仪,一般都基于电流测定法,如上海雷磁仪器厂生产的JPSJ-605型溶解氧分析仪,北京北斗星工业化学研究所研制的H-BD5W手持式水质通用测试仪等,其速度方面同国外同类仪器还有一定的差距;国内对荧光溶解氧传感器也有一些研究[5][15],技术已经达到国外平均水平,但研究实现商品化的较少。国外一般采用新型的基于荧光淬灭效应的溶解氧测量仪[16],代表产品有瑞士DMP公司的MICROⅪ型的溶解氧测量仪,美国OXYMON氧气测量系统等等,测量精确,快速,并可以远程测量等。总的来说,市场上大多数商品化溶解氧测量仪都是基于Clark溶氧电极的,基于荧光淬灭法的光纤溶解氧传感器较少。
中国环境监测、监控技术在环境领域的应用等方面的研究与发达国家相比还存在显著差距。目前国内在水质监测系统上还没有自己开发的完整的设备,大多数采用国外的设备和技术,如ECOTECH公司的WQMS(水质监测系统),美国SIGMA900系列水质采样器等等,但是国外的水质检测设备和系统大多数价格高,体积大,有的不完全符合中国的环境条件。据海关统计,2000年中国进口各类仪器仪表总额70亿美元,接近中国仪器仪表工业总产值的50%。全国每年用于仪器仪表进口的费用大大超过用于购买国产仪器的费用,价格昂贵、采购周期长以及各种配件难以获得等原因,严重地约束了中国科学技术的发展[1]。因此中国急需研究开发自行生产的环境水质自动监测仪器。 范围:0~400(%);0~60.00(mg/l)
精度:1%;0.1 mg/l
温度补偿:0~40 ℃;0~40℃
还可测量PH值;电导率;盐度等参数 Co-401荣获欧洲实验室2001(EUROLAB 2001)国际金奖!
CX-742荣获华沙MEDICA – CONTROLA金奖! 贝尔公司设计了多款电化学仪器,有PH计;电导仪;溶氧仪;温度记录仪;湿度记录仪等产品。BDO-200A型溶氧仪是高智能化在线连续监测仪。
防水型溶解氧测量仪CO-401
pH值 / 溶解氧测量仪CPO-401
⒈电导率/盐度/溶解氧测量仪CCO-401产品介绍如下:
测量纯水或污水中溶解氧(饱和度%或mg/l)、温度和大气压;
2种供电模式,9V电池或12V电源适配器,能户外和室内工作。
可选充电电池,充电时直接插在测量仪上。
测量溶解氧时能自动修正气压的影响,从而提高了测量精度,简化测试过程。
测量范围宽,能测量水中长有植物的湖水。
单点或2点氧探头校正。
CPO-401还能测量pH值,其特征类似于CP-401 pH计。
CCO-401能自动修正盐度对溶解氧测量的影响,缩短了工作时间。
CCO-401另外能测量电导率,其特征同样类似于CC-401。
自动或手动温度补偿。
能显示时间日期。
内部数据储存器能贮存200套连续或独立测量数据,附温度、时间和日期。
可选择贮存450或950套数据的储存器。
测量结果能长期保留在内存。
集成RS-232输出端口,能与电脑或标准打印机连接。
质量保证期:18个月。
⒉溶解氧测量仪CO-402 产品介绍如下:
CO-402用来测量水中溶解氧(以饱和度%或浓度mg/l表示)和温度。
适用于低含量的样品测量,如水的纯化处理,热力学,化学实验室和科学研究中。
测量精确度可与其成本更高的测量方法相媲美。
测量套件包括CO-402测量仪和包含一个带特殊流动导管的氧气传感器。
供电模式为电池或接电源适配器
LCD大屏幕显示,操作简便快捷。
自动或手动的温度补偿
可记录200个单独或连续的测量数据,附时间和日期
也可选配能记录450或950个数据的储存器。
测量结果和校正数据保存在内存中。
可跟电脑和打印机相连。
可用充电的电池。
保质期为18个月。
防水设计,仪器能在不同环境中使用。
传感器2 点校正:0% 和 100% O2。
响应时间:< 30 s.
气流管参数:
显示流速:30 l / h
最大压强:0.1 MPa
最高温度:+ 60℃ (氧传感器最高为+ 40℃)
接口长度:8,10,或12 mm
⒊防水型溶解氧测量仪CO-411产品介绍如下:
用于测量溶解氧(用%或mg/1表示)和温度。
能自动修正大气压和盐度对溶解氧测量结果影响。
LCD大屏幕,读数便利。
独立的温度传感器,可以测量到– 20 -199.9 ℃ (Pt-1000)范围的温度。
自动温度补偿系统
两种电源模式, 9V电池和12V的电源适配器,可在室内和户外工作。
可选用充电电池
自动断电功能
质量保证期:18个月。
范围:0 - 19.99(mg/l);0 -199.9(%);-50.0-199.9
精度:0.2 mg/l;2%; 0.8 ℃
温度补偿:0 - 40 ℃
压力范围:800 – 1200 hPa
盐度范围:0 – 50 g
溶解氧测量仪CO-501 和 CO-502
pH值/溶解氧测量仪 CPO-501 和 CPO-502
⒋电导率/盐度/溶解氧测量仪CCO-501 和 CCO-502产品介绍如下:
实验室台式设计,配12V电源适配器。
502型集成热敏打印机。
测量水或污水中溶解氧(饱和度%,mg/l)、温度和气压。
能自动修正气压对溶解氧测量的影响。
CPO型还能测量pH值,其特点类似于CP-501 pH计。
CCO型还能测量电导率,盐度,其特点类似于CC-501型。
CCO型能测量盐度,并能自动修正盐度对溶解浓度的影响,因此使得测量工作简单快速。
溶解氧传感器1点或2点校正。
自动或手动温度补偿。
可显示时间和日期。
内部数据储存器可收集200套连续或独立的数据结果,并附有温度、时间和日期。
也可选配能记录450或950个数据储存器。
集成 RS-232 端口,能与计算机或标准打印机连接。
质量保证期:18个月。
Ⅸ 溶氧仪是做什么的
溶氧仪是极谱分析仪器,专为锅炉给水和凝结水等ppb级溶解氧测量设计。确保了在(超)低浓度的稳定性和准确性,在测量性能和使用环境等方面有很大的提高,主要用于化工化肥、冶金、环保、制药、生化、食品和自来水等溶液中溶解氧值的连续监测。
Ⅹ 溶解氧测试仪的原理
溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐
一、溶解氧分析仪测量原理氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。溶解氧分析仪传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及氯化钾或氢氧化钾电解液组成,氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6~ 0.8V 的极化电压时,氧通过膜扩散,阴极释放电子,阳极接受电子,产生电流,整个反应过程为:阳极 Ag+Cl→AgCl+2e- 阴极 O2+2H2O+4e→4OH- 根据法拉第定律:流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比,在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。
表示方法
二、溶解氧含量的表示方法溶解氧含量有3 种不同的表示方法:氧分压(mmHg);百分饱和度(%);氧浓度(mg/L 或10-6),这3 种方法本质上没什么不同。
⑴分压表示法:氧分压表示法是最基本和最本质的表示法。根据Henry 定律可得,P=(Po2+P H2O)×0.209,其中,P 为总压;Po2 为氧分压(mmHg);P H2O 为水蒸气分压;0.209 为空气中氧的含量。
⑵百分饱和度表示法:由于曝气发酵十分复杂,氧分压不能计算得到,在此情况下用百分饱和度的表示法是最合适的。例如将标定时溶解氧定为100%,零氧时为0%,则反应过程中的溶解氧含量即为标定时的百分数。
⑶氧浓度表示法:根据Henry 定律可知氧浓度与其分压成正比,即:C=Po2 ×a,其中C 为氧浓度(mg/L);Po2 为氧分压(mmHg);a 为溶解度系数(mg/mmHg·L)。溶解度系数a 不仅与温度有关,还与溶液的成分有关。对于温度恒定的水溶液,a 为常数,则可测量氧的浓度。氧浓度表示法在发酵工业中不常用,但在污水处理、生活饮用水等过程中都用氧浓度来表示。
影响溶解氧测量的因素
三、影响溶解氧测量的因素氧的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐,另外氧通过溶液扩散比通过膜扩散快,如流速太慢会产生干扰。
⒈ 温度的影响由于温度变化,膜的扩散系数和氧的溶解度都将发生变化,直接影响到溶氧电极电流输出,常采用热敏电阻来消除温度的影响。温度上升,扩散系数增加,溶解度反而减小。温度对溶解度系数a 的影响可以根据Henry 定律来估算,温度对膜扩散系数β可以通过阿仑尼乌斯定律来估算。
⑴氧的溶解度系数:由于溶解度系数a 不仅受温度的影响,而且受溶液的成分的影响。在相同氧分压下,不同组分的实际氧浓度也可能不同。根据亨利定律可知氧浓度与其分压成正比,对于稀溶液,温度变化溶解度系数a 的变化约为2%/ ℃。
⑵膜的扩散系数:根据阿仑尼乌斯定律,溶解度系数β与温度T 的关系为:C=KPo2·exp(-β/T),其中假定K、Po2 为常数,则可以计算出β在25℃时为2.3%/ ℃。当溶解度系数a 计算出来后,可通过仪表指示和化验分析值对比计算出膜的扩散系数(这里略去计算过程),膜的扩散系数在25℃时为1.5%/℃。
⒉ 大气压的影响根据Henry 定律,气体的溶解度与其分压成正比。氧分压与该地区的海拔高度有关,高原地区和平原地区的差可达20%,使用前必须根据当地大气压进行补偿。有些仪表内部配有气压表,在标定时可自动进行校正;有些仪表未配置气压表,在标定时要根据当地气象站提供的数据进行设置,如果数据有误,将导致较大的测量误差。
⒊ 溶液中含盐量盐水中的溶解氧明显低于自来水中的溶解氧,为了准确测量,必须考虑含盐量对溶解氧的影响。在温度不变的情况下,盐含量每增加100mg/L,溶解氧降低约1%。如果仪表在标定时使用的溶液的含盐量低,而实际测量的溶液的含盐量高,也会导致误差。在实际使用中必须对测量介质的含盐量进行分析,以便准确测量及正确补偿。
⒋ 样品的流速氧通过膜扩散比通过样品进行扩散要慢,必须保证电极膜与溶液完全接触。对于流通式检测方式,溶液中的氧会向流通池内扩散,使靠近膜的溶液中的氧损失,产生扩散干扰,影响测量。为了测量准确,应增加流过膜的溶液的流量来补偿扩散失去的氧,样品的最小流速为0.3m/s。
注意的问题
四、注意的问题对溶解氧分析仪来说,只要选型、设置、维护得当,一般均能满足工艺的测量要求。溶解氧分析仪的使用不好的主要问题出在:使用维护不正确;电极内部泄露造成温度补偿不正常;电极输入阻抗降低等。
⒈ 日常维护仪表的日常维护主要包括定期对电极进行清洗、校验、再生。
⑴1~2 周应清洗一次电极,如果膜片上有污染物,会引起测量误差。清洗时应小心,注意不要损坏膜片。将电极放入清水中涮洗,如污物不能洗去,用软布或棉布小心擦洗。
⑵2~3 月应重新校验一次零点和量程。
⑶电极的再生大约1 年左右进行一次。当测量范围调整不过来,就需要对溶解氧电极再生。电极再生包括更换内部电解液、更换膜片、清洗银电极。如果观察银电极有氧化现象,可用细砂纸抛光。⑷在使用中如发现电极泄露,就必须更换电解液。
⒉ 仪表标定仪表的标定方法一般可采用标准液标定或现场取样标定。
⑴标准溶液标定法:标准溶液标定一般采用两点标定,即零点标定和量程标定。零点标定溶液可采用2%的Na2SO3 溶液。量程标定溶液可根据仪表测量量程选择4M 的KCl 溶液(2mg/L);50%的甲醇溶液(21.9mg/L)。
⑵现场取样标定法(Winkler 法):在实际使用中,多采用Winkler 方法对溶解氧分析仪进行现场标定。使用该方法时存在两种情况:取样时仪表读数为M1,化验分析值为A,对仪表进行标定时仪表读数仍为M1,这时只须调整仪表读数等于 A 即可;取样时仪表读数为M1,化验分析值为A,对仪表进行标定时仪表读数改变为M2,这时就不能将调整仪表读数等于A,而应将仪表读数调整为 1 M A ×M2。3. 使用中应注意的问题使用中应注意以下问题:由于溶解氧电极信号阻抗较高(约20MΩ),溶解氧电极与转换器之间距离最大为50m;溶解氧电极不用时也应处于工作状态,可接在溶解氧转换器上。久置或重新再生(更换电解液或膜)的电极,在使用前应置于无氧环境极化1~2h;由于温度变化对电极膜的扩散和氧溶解度有较大影响,标定时需较长时间(约10min),以使温补电阻达到平衡;氧分压与该地区的海拔高度有关,仪表在使用前必须根据当地大气压进行补偿;测量溶液的含盐量高时,仪表标定时应使用含盐量相当的溶液;对于流通式测量方式,要求流过电极的最小流速为0.3m/s。