一 、在线溶解氧分析仪的工作原理
在线溶解氧分析仪的核心任务是
连续 、实时地测量水体中溶解氧的浓度。其工作原理基于电化学或光学传感技术 ，其中电化学法是目前应用广泛的 。
1. 电化学法
这是目前市场上绝大多数在线溶解氧分析仪采用的技术。它的基本原理类似于一个微型燃料电池，传感器探头直接接触水样 。它又主要分为两种类型：
a) 极谱法 (Polarographic Method / Clark Cell)
这是经典、最常见的类型。其探头通常由两个电极组成 ：
阴极 (Cathode) ： 通常为金或铂制成。
阳极 (Anode)： 通常为银或铅制成。
电解液 (Electrolyte) ： 通常是溶液，填充在两个电极之间。
透气膜 (Gas Permeable Membrane)： 一层薄薄的、疏水的塑料膜(如聚四氟乙烯) ，覆盖在电极顶端，只允许氧气分子渗透进去，阻挡了水中的其他离子和杂质。
工作原理流程：
施加电压： 给两个电极之间施加一个恒定的极化电压(约 -0.8V)。
氧气扩散 ： 水样中的溶解氧分子透过透气膜，扩散到电解液中。
还原反应： 到达阴极的氧分子被还原 ，产生电流。反应式为 ：O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻
电流生成 ： 这个还原反应会在回路中产生一个微弱的电流 。
浓度换算： 该电流的大小与水样中溶解氧的分压成正比，进而与溶解氧的浓度成正比。 仪器内部的微处理器将检测到的电流信号转换成标准的溶解氧浓度值(mg/L 或 ppm)或饱和度百分比(%)。
b) 电流法 (Galvanic Method)
这种方法的原理与极谱法类似，但它不需要外部施加极化电压 。
电极构成： 同样包含阴极和阳极，但它们是由两种不同的活性金属构成(例如，阴极是金，阳极是银) 。
工作原理： 两种金属在水溶液和电解液中自发形成一个原电池 。溶解氧在阴极被还原，产生电流。这个自发的电流大小同样与溶解氧浓度成正比 。
特点： 结构简单 ，启动快，维护方便，但精度和稳定性通常略逊于极谱法。
2. 光学法 (Optical Method)
这是一种新兴的、越来越受欢迎的技术，以其高精度和免维护的特点著称。
传感器构成： 核心是涂有荧光物质的光学敏感膜。
工作原理：
仪器发出特定波长的蓝光照射到荧光膜上。
荧光物质吸收蓝光后被激发，随后释放出红光 。
关键点： 水中溶解氧的存在会“猝灭”(Quench)这种荧光效应，即阻碍荧光的释放。氧气浓度越高，荧光被猝灭得越厉害 ，释放的红光就越弱 。
仪器通过检测红色荧光的强度或寿命，即可计算出溶解氧的浓度。
光学法的优势 ： 无需电解液 ，无需极化时间，响应速度快，几乎无需维护 ，抗干扰能力强 。
二、在线溶解氧分析仪的应用领域
由于其能够实时监测水质状况，在线溶解氧分析仪在众多工业和科研领域都扮演着至关重要的角色 。
环境监测与水资源管理
河流、湖泊与水库 ： 监测水体自净能力、评估富营养化程度、预警蓝藻爆发和水华现象 。溶解氧是衡量水质好坏的最关键指标之一。
污水处理厂 ： 监控曝气池中的溶解氧浓度是污水处理工艺控制的“灵魂”。充足的溶解氧能保证好氧菌高效降解有机物；过低则会导致厌氧菌滋生，产生恶臭气体；过高则会浪费能源。
水产养殖业
鱼塘、虾塘等养殖场： 溶解氧直接关系到鱼虾等水生生物的生存 。缺氧是导致大面积鱼类死亡的主要原因。在线分析仪配合报警系统，可以实现24小时无人值守监控，并在溶氧过低时自动开启增氧机，极大地降低了养殖风险和经济损失。
工业生产
发电厂： 特别是核电站和热电厂 ，需要用大量的冷却水。溶解氧是造成冷凝器和管道系统腐蚀的主要因素之一。严格控制补水和处理过程中的溶解氧含量至关重要。
食品和饮料加工： 在酿造(啤酒、葡萄酒) 、乳制品和瓶装水生产中，需要对水源和生产用水进行严格的溶解氧监控，以保证产品质量和保质期。
造纸工业： 漂白和化学制浆过程中，溶解氧的控制影响着化学反应的效率和对设备的腐蚀情况。
生命科学和生物技术领域
发酵罐： 在抗生素 、疫苗 、氨基酸等发酵生产过程中，溶解氧是决定微生物生长和产物合成的关键因素。需要通过在线监测和自动控制搅拌转速或通气量来维持最佳的溶氧水平。
教育与科研
在各种水处理研究 、生态学研究和环境监测实验中，用于获取精确的溶解氧数据。
总结
在线溶解氧分析仪通过其核心技术——电化学（极谱/电流）或光学传感 ，实现了对水体溶解氧浓度的实时、连续监控。它在环境保护、水处理、工业生产、生命科学等众多领域都是精密仪表，是保障生态平衡、生产效率和水生生物健康的“哨兵”。
