溶解氧传感器的类型

溶解氧传感器主要有极谱式和荧光法两种类型，其工作原理分别如下：

一、极谱式溶解氧传感器工作原理

1.电极结构：极谱式溶解氧传感器通常由阴极、阳极和电解液组成。阴极一般采用贵金属如铂金，阳极常为银 - 氯化银。电解液是能够导电的溶液，用于在电极之间传递离子。

 2.氧还原反应：当传感器浸入水中时，水中的溶解氧会通过传感器表面的透气膜扩散到阴极表面。在阴极上，氧得到电子发生还原反应，具体反应式为：\(O_2 + 2H_2O + 4e^- = 4OH^-\)。

 3.电流产生：氧的还原反应导致阴极附近的电解液中产生电子流，电子从阴极流向阳极，形成回路电流。根据法拉第定律，电流大小与参与反应的氧的量成正比，而氧的量又与水中溶解氧的浓度相关。通过测量回路中的电流大小，就可以计算出水中溶解氧的浓度。

4.温度补偿：温度对溶解氧的测量有较大影响，一方面温度影响氧在水中的溶解度，另一方面影响电极反应的速率和电解液的导电性。因此，极谱式溶解氧传感器通常会内置温度传感器，对测量结果进行温度补偿，以提高测量的准确性。

 二、荧光法溶解氧传感器工作原理

1.荧光物质：荧光法溶解氧传感器内部含有一种能发出荧光的物质，通常是一种特殊的荧光染料或荧光化合物。这种荧光物质被固定在传感器的探头表面或内部的特定区域。

 2.荧光激发与发射：当传感器的光源发出特定波长的光照射到荧光物质上时，荧光物质吸收光能后被激发到高能态，然后在回到基态的过程中会发出荧光。

 3.氧对荧光的猝灭作用：水中的溶解氧会与激发态的荧光物质发生碰撞，使荧光物质的能量以非辐射的方式转移给氧分子，从而导致荧光强度减弱。溶解氧浓度越高，荧光猝灭现象越明显，荧光强度越低。

 4.测量原理：通过测量荧光物质发出的荧光强度，并与已知溶解氧浓度的标准溶液进行校准，就可以建立起荧光强度与溶解氧浓度之间的对应关系。根据实际测量的荧光强度，即可反推出水中溶解氧的浓度。荧光法溶解氧传感器不受水中其他杂质和离子的干扰，具有较高的测量精度和稳定性，且无需频繁校准。同时，它对溶解氧的变化响应迅速，能够实时监测水中溶解氧的动态变化。