溶解氧是指溶解在水里氧的量，通常用每升水里氧氣的毫克數(shù)(mg/L)或百萬分率(ppm)來表示。溶解氧是水質(zhì)監(jiān)測中的一個(gè)重要參數(shù)，它與水體的生物活性、氧化還原反應(yīng)以及污染物的轉(zhuǎn)化等密切相關(guān)。在線熒光法溶氧儀作為一種先進(jìn)的溶解氧監(jiān)測設(shè)備，因其高精度、高穩(wěn)定性和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，正在逐漸成為水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域的新選擇。
一、工作原理
在線熒光法溶氧儀是基于物理學(xué)中特定物質(zhì)對活性熒光的猝熄原理工作的。傳感器前端的熒光物質(zhì)是特殊的鉑金屬卟啉復(fù)合了允許氣體分子通過的聚酯箔片，表面涂有一層黑色的隔光材料，以避免日光和水中其他熒光物質(zhì)的干擾。這種熒光物質(zhì)在藍(lán)光的照射下會發(fā)出紅光，而氧分子會帶走熒光物質(zhì)的能量，導(dǎo)致紅光強(qiáng)度減弱。通過測量紅光強(qiáng)度變化，可以計(jì)算出溶解氧的濃度。
具體的工作原理如下：
1、熒光激發(fā)：調(diào)制的藍(lán)光照到熒光物質(zhì)上使其激發(fā)，并發(fā)出紅光。
2、氧分子猝熄：由于氧分子可以帶走能量(猝熄效應(yīng))，所以激發(fā)紅光的時(shí)間和強(qiáng)度與氧分子的濃度成反比。
3、參比測量：采用與藍(lán)光同步的紅光光源作為參比，測量激發(fā)紅光與參比光之間的相位差，并與內(nèi)部標(biāo)定值比對，從而計(jì)算出氧分子的濃度。
4、輸出數(shù)據(jù)：經(jīng)過線性化和溫度補(bǔ)償，輸出最終的溶解氧濃度值。
二、優(yōu)勢
相比傳統(tǒng)的溶解氧監(jiān)測方法，如碘量法、電化學(xué)法等，在線熒光法溶氧儀具有顯著的優(yōu)勢：
1、高精度和高靈敏度：熒光法利用熒光物質(zhì)發(fā)光強(qiáng)度減弱的特性進(jìn)行測量，通過精密的光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將溶解氧濃度直接轉(zhuǎn)換為電信號輸出，實(shí)現(xiàn)了高精度、高靈敏度的在線監(jiān)測。其測量精度通常可以達(dá)到±1%以內(nèi)，響應(yīng)時(shí)間小于60秒。
2、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測：熒能夠24小時(shí)不間斷地監(jiān)測水體中的溶解氧含量，及時(shí)反映水質(zhì)變化，為水環(huán)境管理提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。這對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)問題、防止污染事件發(fā)生具有重要意義。
3、自動校準(zhǔn)和維護(hù)簡便：具備自動校準(zhǔn)功能，減少了人工干預(yù)，降低了維護(hù)難度和成本。同時(shí)，其穩(wěn)定可靠的性能也確保了長期監(jiān)測的準(zhǔn)確性。相比傳統(tǒng)的電化學(xué)溶氧儀，在線熒光法溶氧儀無需更換固態(tài)電極或膜/電解液，無需自清洗，減少了維護(hù)工作量。
4、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：無論是清澈見底的溪流，還是渾濁復(fù)雜的工業(yè)廢水，它都能游刃有余地應(yīng)對，展現(xiàn)出很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。它不受流速、攪動以及硫化物等物質(zhì)的干擾，具有廣泛的適用性。
5、智能化管理，遠(yuǎn)程監(jiān)控：結(jié)合現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和智能化管理，管理人員只需通過手機(jī)或電腦即可隨時(shí)查看水質(zhì)數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率和響應(yīng)速度。這對于大規(guī)模水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的管理和運(yùn)營尤為重要。
6、使用壽命長：在線熒光法溶氧儀采用無膜設(shè)計(jì)，使用壽命更長。即使熒光物質(zhì)受到刮蹭或部分污染，也不會影響測量指數(shù)，清洗方便，耐用性更高。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
1、飲用水源地：在飲用水源地，在線熒光法溶氧儀確保了居民用水的安全。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測溶解氧含量，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)水源地的水質(zhì)變化，預(yù)防污染事件發(fā)生，保障居民的飲用水安全。
2、河流湖泊：在河流湖泊等自然水體中，可以幫助監(jiān)測水質(zhì)變化，預(yù)防污染事件。通過連續(xù)監(jiān)測溶解氧含量，可以了解水體的自凈能力和生態(tài)健康狀況，為水環(huán)境管理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
3、污水處理廠：在污水處理廠，優(yōu)化了處理工藝，提高了出水水質(zhì)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測溶解氧水平，可以精確控制曝氣過程中的氧氣供應(yīng)量，減少氧的浪費(fèi)，降低能耗。同時(shí)，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理工藝中的問題，調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，提高處理效率。
4、水產(chǎn)養(yǎng)殖：在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，保障了養(yǎng)殖水體的生態(tài)平衡，促進(jìn)了漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測溶解氧含量，可以及時(shí)調(diào)整增氧設(shè)備，確保魚蝦等水生生物的健康生長。同時(shí)，還可以預(yù)防因溶解氧不足導(dǎo)致的養(yǎng)殖水體惡化，提高養(yǎng)殖效益。
5、環(huán)境科學(xué)和海洋學(xué)研究：在線熒光法溶氧儀也被廣泛用于環(huán)境科學(xué)和海洋學(xué)研究。其長期零漂移和免維護(hù)特性，使得研究人員能夠長期、連續(xù)地監(jiān)測水體的溶解氧含量，為生態(tài)系統(tǒng)研究、氣候變化研究等提供重要數(shù)據(jù)支持。
