在线溶解氧传感器检测原理
在线溶解氧（DO，Dissolved Oxygen）传感器是一种用于实时监测水体中溶解氧浓度的设备，广泛应用于水质监测、污水处理、水产养殖等领域。其检测原理主要基于电化学或光学技术。以下是两种主要检测原理的详细说明：
一、电化学法检测原理
电化学法是溶解氧传感器中最常见的检测方法，主要包括极谱法和原电池法。
1. 极谱法（Clark电极法）
极谱法是最常用的溶解氧检测方法，其核心部件是Clark电极，由阴极、阳极和电解质溶液组成。
- 工作原理：传感器探头表面覆盖一层透氧膜（通常为聚四氟乙烯或聚乙烯），允许氧气分子通过，但阻止水和电解质通过。氧气通过透氧膜扩散到电解质溶液中。在阴极（通常为铂或金）上，氧气发生还原反应：在阳极（通常为银/氯化银）上，发生氧化反应：通过测量阴极和阳极之间的电流，可以计算出溶解氧的浓度。
- 优点：测量精度高。响应时间较快。适用于多种水质环境。
- 缺点：透氧膜易受污染，需要定期维护。电解质溶液需要定期更换。
2. 原电池法（Galvanic法）
原电池法是一种无需外部电源的溶解氧检测方法，其核心部件是原电池电极。
- 工作原理：原电池由阴极（通常为银）和阳极（通常为铅或锌）组成，两者之间通过电解质溶液连接。氧气通过透氧膜扩散到电解质溶液中。在阴极上，氧气发生还原反应：在阳极上，金属发生氧化反应：通过测量原电池产生的电流，可以计算出溶解氧的浓度。
- 优点：无需外部电源，使用方便。维护成本较低。
- 缺点：响应时间较慢。电极寿命有限，需定期更换。
二、光学法检测原理
光学法是一种基于荧光淬灭原理的溶解氧检测方法，近年来逐渐得到广泛应用。在线溶解氧数字式传感器IDM-EC115是基于物理学中特定物质对激发荧光的猝熄原理设计制作而成。发光二极管（LED）发出的蓝光照射在荧光帽内表面的荧光物质上，内表面的荧光物质受到激发，发出红光，通过检测红光与蓝光之间的相位差，并与内部标定值比对，从而计算出氧分子的浓度，经过温度自动补偿输出最终值。空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧，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。
荧光淬灭法
- 工作原理：传感器探头表面涂覆一层荧光物质（如钌络合物）。当激发光（通常为蓝光）照射到荧光物质时，荧光物质会发出红光。氧气分子会与荧光物质发生碰撞，导致荧光强度减弱（淬灭效应）。通过测量荧光强度或荧光寿命的变化，可以计算出溶解氧的浓度。
- 优点：无需透氧膜和电解质，维护成本低。响应速度快，精度高。不受水流速度或污染物影响。
- 缺点：初始成本较高。对温度变化敏感，需进行温度补偿。
三、总结
- 电化学法：技术成熟，成本较低，但需要定期维护。
- 光学法：维护简单，精度高，但初始成本较高。
选择哪种检测方法取决于具体应用场景和需求。例如，在污水处理等复杂环境中，光学法可能更具优势；而在成本敏感的场景中，电化学法可能是更合适的选择。
查看全文
内蒙古德明电子科技有限公司
内蒙古德明电子科技有限公司是一家物联产品及方案提供商从事智慧消防、智慧市政、物联网相关设备与平台研发、生产、销售、运营服务和全面解决方案的创新企业。公司秉持“务实、创新、责任、尊重、共享”的核心价值
作者最近更新
-
无线数据传输模块如何实现低功耗、低成本与广覆盖？内蒙古德明电子科技有限公司
06-03 10:20
-
高灵敏空气质量监测器传感器原理内蒙古德明电子科技有限公司06-03 10:20
-
针对库门异动检测的智能化解决方案内蒙古德明电子科技有限公司06-03 10:20
评论0条评论