隨著水質(zhì)分析技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，電化學(xué)溶氧測量技術(shù)已成為目前應(yīng)用最為廣泛的溶氧測量技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)是由Dr. Leland Clark于1956年最先發(fā)明。電化學(xué)分為原電池法和極譜法。其中，極譜法應(yīng)用最廣。電化學(xué)（極譜法）溶氧分析儀基于傳感器的結(jié)構(gòu)又可以分為擴(kuò)散型和平衡型兩種，相對而言，擴(kuò)散型的電化學(xué)溶氧傳感器應(yīng)用更為普及。

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電化學(xué)（極譜法）溶氧傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示。
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圖1：極譜法測定原理圖

該傳感器由陰極、陽極、電解液以及半透膜等主要部件構(gòu)成，在直流極化電壓作用下，溶解在水中的氧氣穿過半透膜到達(dá)陰極發(fā)生還原反應(yīng)：
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
同時陽極發(fā)生氧化反應(yīng): 4Ag + 4Cl- = 4AgCl + 4e-

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原電池法溶解氧測定原理同樣是電化學(xué)方法，但是它少了極化電壓，而是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)。傳感器由陰陽極、電解液以及半透膜構(gòu)成。當(dāng)溶解在水中的氧分子穿過氧半透膜達(dá)到陰極發(fā)生還原反應(yīng)：
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
而陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：2Zn = 2Zn2+ + 42e-
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圖2：原電池法測定原理圖

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當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡穩(wěn)定的條件下，該電化學(xué)反應(yīng)形成的電流和氧氣的分壓（濃度）呈一定關(guān)系：I=n ? F ? A ? D ? S ? pO2 / d
??? I:??? 傳感器電流 [nA]
??? n:?? 電子遷移的數(shù)量 (n = 4)
??? F:?? 法拉第常數(shù) (F = 96485 C/mol)
??? A:?? 陰極表面積大小 [cm2]
??? D:?? 氧分子在膜上的擴(kuò)散系數(shù) [cm2/s]
??? S:?? 膜的氧溶解度 [mol/(cm3*bar)]
??? pO2: 氧氣分壓 [bar]
??? d:?? 膜厚度 [cm]

因此，根據(jù)上述電化學(xué)過程產(chǎn)生的電流強(qiáng)度就可以計算出水中的溶解氧分壓，然后再根據(jù)亨利定律就可得出水中的溶解氧濃度。

和其他溶解氧測量技術(shù)相比較，極譜法溶氧測量技術(shù)具備應(yīng)用量程廣，精度高（特別在ppb痕量級溶氧測量應(yīng)用場合），技術(shù)成熟等特點(diǎn)，目前在水處理工業(yè)各種溶氧測量場合應(yīng)用最為普及和廣泛。而原電池法少了極化預(yù)熱的過程，使用則要方便些。

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光學(xué)法測量溶解氧基于熒光淬滅的原理：傳感器中的藍(lán)色LED光源發(fā)出一束藍(lán)色光，照射在熒光物質(zhì)上，該涂層的熒光物質(zhì)隨即被這束藍(lán)光激發(fā)，此激發(fā)態(tài)并不穩(wěn)定，遇到氧以后會迅速釋放出紅色的光線并回復(fù)至原始狀態(tài)。此紅光和先前LED發(fā)射的藍(lán)光存在一個時間滯后，光電檢測器可以監(jiān)測到藍(lán)光和紅光之間的這個相位滯后，即測量熒光物質(zhì)從被藍(lán)光激發(fā)到發(fā)射紅光后恢復(fù)原態(tài)的時間，根據(jù)這個來計算水中溶解氧的含量。該相位滯后與發(fā)光體附近的溶解氧濃度成反比。當(dāng)氧氣與熒光物質(zhì)接觸后，則其產(chǎn)生的紅色光的強(qiáng)度會降低，同時其產(chǎn)生紅光的時間也會縮短，水樣中溶解的氧氣的濃度越高，則傳感器產(chǎn)生的紅光的強(qiáng)度就會越低。
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圖3：熒光法測定原理圖

*熒光淬滅法測量溶氧技術(shù)具有測量便捷、穩(wěn)定性高、維護(hù)量低等優(yōu)點(diǎn)。除較高濃度的二氧化氯外，光學(xué)法測溶解氧不易受到其它干擾物質(zhì)的影響。

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奧豪斯作為一家百年的天平和衡器研發(fā)制造公司，儀器產(chǎn)品具有悠久的歷史，我們同樣以高質(zhì)量的水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)設(shè)備服務(wù)于客戶。目前，奧豪斯的溶解氧測定儀涵蓋光學(xué)、極譜和原電池法三種原理，產(chǎn)品線能夠滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域和客戶群的需求。其中，ST20D是基于極譜法的溶解氧測定儀，ST300D是原電池法的溶解氧測定儀，而ST400D是基于光學(xué)法的溶解氧測定儀。未來我們公司將對更高精度、測量要求更高的領(lǐng)域開發(fā)儀表。

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[來源：奧豪斯儀器（上海）有限公司] 奧豪斯溶氧儀