深度分析智慧水务感知层传感器——溶解氧传感器

       传感器是能够感受规定的、被测量的、并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置的总称。传感器技术就是实现五官感觉的人工化，依据仿生学技术，实现人造的五种感官。

溶解氧传感器的定义

      溶解氧是指溶解于水中或者液体中的分子态氧，是评价水质污染的常规指标之一。

溶解氧传感器的分类

溶解氧传感器的原理可以分为荧光法和极谱法两种。

溶解氧传感器的基本技术参数

     响应时间是一个重要的性能参数。响应时间的长短决定传感器能否及时地反映出溶液中溶解氧浓度的变化情况。

极谱法溶解氧传感器

极谱型溶解氧传感器根据 Clark 原理设计复膜电极，Clark 电极是一种被气体渗透膜覆盖的电流型电极，最早在上个世纪 60 年代由 L.R.Clark 设计完成。Clark 电极利用膜的渗透性允许氧分子透过，不允许其它电解质透过的原理，排除被测水体中各种离子电解反应的干扰，从而提高了溶解氧传感器的灵敏度。

极谱法溶解氧传感器结构

      极谱式传感器是采用电化学方法，通过Au电极表面溶解氧接收电子变成氧负离子，最终转换成羟基，通过测量这个过程的电流变化检测溶解氧的浓度。

极谱法溶解氧传感器的原理

       极谱型溶解氧传感器制造较为简单，价格上也相对便宜，功能也很齐全，普遍用于污水厂、自来水厂、水站、地表水、养殖业、工业等领域的溶解氧测量。

荧光溶解氧传感器。

       荧光溶解氧传感器则是通过LED灯光照射到荧光材料上，荧光材料吸收光能量，释放出荧光，而溶解氧可以吸收荧光材料中跃迁的电子，发生荧光猝灭，降低荧光强度和荧光时间，通过检查荧光强度的变化或者荧光时间的长短可以检测溶解氧的浓度。

荧光法的优点

      荧光猝灭法可以克服传统方法的检测步骤复杂、消耗氧气、维护成本高、无法实现在线监测等缺点。抗干扰能力强，稳定性好，具有复杂情况下在线测量能力，没有试剂污染等特点。

荧光溶氧的光源模块

溶解氧传感器的校准及标准曲线配置

制作溶解氧浓度为 0 的无氧水和不同浓度溶解氧的水

•无氧水的制备方法有两种

a.煮沸法

首先将蒸馏水加热至沸腾，沸腾一段时间后倒入容器中，使用高分子膜紧贴水的表面进行密封，静置待其冷却至室温。

b.化学消耗法

使用亚硫酸钠可以通过氧化作用将水中的氧气消耗完全。得到的无氧水继续使用高分子膜进行密封。

•不同浓度的溶解氧水样

可以在已经制作好的无氧水中使用空气泵对其进行连续的打氧，在室温下不停搅拌，根据充入气体的体积从而制备出不同浓度的溶解氧水样。