一、在線溶解氧分析儀的工作原理
在線溶解氧分析儀的核心任務是
連續、實時地測量水體中溶解氧的濃度。其工作原理基于電化學或光學傳感技術，其中電化學法是目前應用廣泛的。
1. 電化學法
這是目前市場上絕大多數在線溶解氧分析儀采用的技術。它的基本原理類似于一個微型燃料電池，傳感器探頭直接接觸水樣。它又主要分為兩種類型：
a) 極譜法 (Polarographic Method / Clark Cell)
這是經典、最常見的類型。其探頭通常由兩個電極組成：
陰極 (Cathode)：? 通常為金或鉑制成。
陽極 (Anode)：? 通常為銀或鉛制成。
電解液 (Electrolyte)：? 通常是溶液，填充在兩個電極之間。
透氣膜 (Gas Permeable Membrane)：? 一層薄薄的、疏水的塑料膜(如聚四氟乙烯)，覆蓋在電極頂端，只允許氧氣分子滲透進去，阻擋了水中的其他離子和雜質。
工作原理流程：
施加電壓：? 給兩個電極之間施加一個恒定的極化電壓(約 -0.8V)。
氧氣擴散：? 水樣中的溶解氧分子透過透氣膜，擴散到電解液中。
還原反應：? 到達陰極的氧分子被還原，產生電流。反應式為：O? + 2H?O + 4e? → 4OH?
電流生成：? 這個還原反應會在回路中產生一個微弱的電流。
濃度換算：? 該電流的大小與水樣中溶解氧的分壓成正比，進而與溶解氧的濃度成正比。? 儀器內部的微處理器將檢測到的電流信號轉換成標準的溶解氧濃度值(mg/L 或 ppm)或飽和度百分比(%)。
b) 電流法 (Galvanic Method)
這種方法的原理與極譜法類似，但它不需要外部施加極化電壓。
電極構成：? 同樣包含陰極和陽極，但它們是由兩種不同的活性金屬構成(例如，陰極是金，陽極是銀)。
工作原理：? 兩種金屬在水溶液和電解液中自發形成一個原電池。溶解氧在陰極被還原，產生電流。這個自發的電流大小同樣與溶解氧濃度成正比。
特點：? 結構簡單，啟動快，維護方便，但精度和穩定性通常略遜于極譜法。
2. 光學法 (Optical Method)
這是一種新興的、越來越受歡迎的技術，以其高精度和免維護的特點著稱。
傳感器構成：? 核心是涂有熒光物質的光學敏感膜。
工作原理：
儀器發出特定波長的藍光照射到熒光膜上。
熒光物質吸收藍光后被激發，隨后釋放出紅光。
關鍵點：? 水中溶解氧的存在會“猝滅”(Quench)這種熒光效應，即阻礙熒光的釋放。氧氣濃度越高，熒光被猝滅得越厲害，釋放的紅光就越弱。
儀器通過檢測紅色熒光的強度或壽命，即可計算出溶解氧的濃度。
光學法的優勢：? 無需電解液，無需極化時間，響應速度快，幾乎無需維護，抗干擾能力強。
二、在線溶解氧分析儀的應用領域
由于其能夠實時監測水質狀況，在線溶解氧分析儀在眾多工業和科研領域都扮演著至關重要的角色。
環境監測與水資源管理
河流、湖泊與水庫：? 監測水體自凈能力、評估富營養化程度、預警藍藻爆發和水華現象。溶解氧是衡量水質好壞的最關鍵指標之一。
污水處理廠：? 監控曝氣池中的溶解氧濃度是污水處理工藝控制的“靈魂”。充足的溶解氧能保證好氧菌高效降解有機物；過低則會導致厭氧菌滋生，產生惡臭氣體；過高則會浪費能源。
水產養殖業
魚塘、蝦塘等養殖場：? 溶解氧直接關系到魚蝦等水生生物的生存。缺氧是導致大面積魚類死亡的主要原因。在線分析儀配合報警系統，可以實現24小時無人值守監控，并在溶氧過低時自動開啟增氧機，極大地降低了養殖風險和經濟損失。
工業生產
發電廠：? 特別是核電站和熱電廠，需要用大量的冷卻水。溶解氧是造成冷凝器和管道系統腐蝕的主要因素之一。嚴格控制補水和處理過程中的溶解氧含量至關重要。
食品和飲料加工：? 在釀造(啤酒、葡萄酒)、乳制品和瓶裝水生產中，需要對水源和生產用水進行嚴格的溶解氧監控，以保證產品質量和保質期。
造紙工業：? 漂白和化學制漿過程中，溶解氧的控制影響著化學反應的效率和對設備的腐蝕情況。
生命科學和生物技術領域
發酵罐：? 在抗生素、疫苗、氨基酸等發酵生產過程中，溶解氧是決定微生物生長和產物合成的關鍵因素。需要通過在線監測和自動控制攪拌轉速或通氣量來維持最佳的溶氧水平。
教育與科研
在各種水處理研究、生態學研究和環境監測實驗中，用于獲取精確的溶解氧數據。
總結
在線溶解氧分析儀通過其核心技術——電化學（極譜/電流）或光學傳感，實現了對水體溶解氧濃度的實時、連續監控。它在環境保護、水處理、工業生產、生命科學等眾多領域都是精密儀表，是保障生態平衡、生產效率和水生生物健康的“哨兵”。
