一、什么是在線溶解氧分析儀？
在線溶解氧分析儀(Online Dissolved Oxygen Analyzer)是一種能夠?qū)崟r、連續(xù)、在線監(jiān)測水體中溶解氧(DO, Dissolved Oxygen)濃度的自動化儀器。
• 溶解氧(DO)是指溶解在水中的分子態(tài)氧(O?)，是衡量水體自凈能力、生化活性、生態(tài)健康狀況的重要指標。
• 該分析儀通常直接安裝于水體管道、曝氣池、河流、水庫、污水處理設施等現(xiàn)場，通過傳感器實時采集數(shù)據(jù)，并將信號傳輸至數(shù)顯儀表、PLC、DCS或上位機系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理。
二、為什么溶解氧是水質(zhì)健康的關鍵指標？
溶解氧(DO)對于各類水體的生態(tài)和工藝運行具有重要意義：
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| 溶解氧是水生生物（魚蝦、微生物等）生存的必要條件；DO過低會導致魚類窒息、水體富營養(yǎng)化、黑臭等現(xiàn)象 |
| 微生物進行好氧分解有機物需要充足DO，DO不足會影響處理效率，過高則浪費能源 |
| 溶解氧過高會加速管道與設備的氧腐蝕，影響系統(tǒng)壽命 |
| 溶解氧是引起鍋爐腐蝕與結垢的主要因素之一，需嚴格控制 |
| 水中溶氧量直接影響魚蝦等水產(chǎn)品的生長、攝食、免疫力，溶氧不足易引發(fā)病害甚至死亡 |
| 溶解氧是評價水源水質(zhì)及自凈能力的重要參數(shù)之一 |
三、在線溶解氧分析儀的工作原理
目前主流的在線溶解氧分析儀，主要基于以下兩種技術原理：
1. 電化學法(極譜法 / 原電池法)——常用
? 原理：
利用溶解氧透過透氣膜擴散到電極表面，在電極上發(fā)生還原反應，產(chǎn)生與溶解氧濃度成正比的電流信號，經(jīng)過放大和計算后得出 DO 濃度值。
?? 主要組成：
• 電極(傳感器)：包含陰極(金或鉑)、陽極(銀)、電解液(如凝膠)和透氧膜(如聚四氟乙烯膜)；
• 變送器 / 變送模塊：將電信號轉(zhuǎn)換為溶解氧濃度值，并進行溫度、壓力補償；
• 信號輸出：4-20mA、RS485、Modbus等，可接入PLC、SCADA系統(tǒng)。
?? 特點：
• 響應速度快，測量準確；
• 適用于大多數(shù)水質(zhì)環(huán)境；
• 需定期維護(如更換膜、補充電解液、校準)；
• 可分為極譜式(需施加極化電壓)和原電池式(無需外加電壓)。
2. 光學法(熒光法 / 熒光猝滅法)——新興主流技術
? 原理：
利用特定波長的藍光激發(fā)溶解氧敏感熒光物質(zhì)(如釕配合物)，熒光強度或壽命受到水中溶解氧的“猝滅效應”影響，通過檢測熒光信號的變化來計算溶解氧濃度。
?? 主要組成：
• 光學傳感器：包含藍光LED光源、光電探測器、熒光敏感膜；
• 智能變送器：處理熒光壽命/強度信號，計算DO值，帶溫度補償；
• 無膜、無電解液設計，更穩(wěn)定耐用。
?? 特點：
• 無需電解液、無消耗膜，維護量極低；
• 抗污染能力強，適合長期在線監(jiān)測；
• 測量精度高，穩(wěn)定性好，響應快；
• 逐漸成為污水處理廠、工業(yè)水系統(tǒng)、環(huán)保在線監(jiān)測等領域。
四、在線溶解氧分析儀的典型結構組成
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| 接收傳感器信號，進行放大、線性化、溫度補償、信號輸出 |
| 如 4-20mA 模擬信號、RS485、Modbus、HART協(xié)議，用于遠程傳輸 |
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| 如空氣校準套件、標準液、清潔工具等（尤其電化學探頭） |
五、主要性能參數(shù)
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| 0 ~ 20 mg/L（常見）；部分可測 0 ~ 50 mg/L 或更高 |
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| ±0.1 ~ ±0.5 mg/L，視型號與校準情況 |
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| 4-20mA、RS485、Modbus、繼電器報警等 |
| 傳感器：316L不銹鋼、鈦合金（抗腐蝕）；膜材料：聚四氟乙烯等 |
六、在線溶解氧分析儀的典型應用場景
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| 曝氣池DO監(jiān)測，優(yōu)化曝氣量，節(jié)能降耗，保障微生物活性 |
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| 嚴格控制DO < 7 ppb（μg/L）級別，防止鍋爐內(nèi)部腐蝕 |
| 評估水體富營養(yǎng)化風險、生態(tài)健康狀態(tài) |
| 實時監(jiān)測養(yǎng)殖水體溶氧，保障魚蝦生存與生長環(huán)境 |
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| 作為水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)（如地表水站）的核心探頭之一 |
七、在線溶解氧分析儀的優(yōu)勢
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| 24小時連續(xù)在線監(jiān)測，及時掌握水體DO變化趨勢 |
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| 可接入PLC/DCS/云平臺，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與智能調(diào)控 |
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| 可設置上下限報警，聯(lián)動曝氣設備、加藥系統(tǒng)等 |
| 可根據(jù)不同水體（淡水、海水、污水、高溫等）選配合適傳感器 |
八、維護與注意事項
• 電化學傳感器需定期：
• 更換透氧膜
• 補充或更換電解液
• 進行零氧與滿度校準(空氣飽和水或Na?SO?溶液)
• 光學傳感器維護更簡單：
• 定期清潔傳感器表面
• 一般無需更換膜和電解液，壽命更長
• 防止傳感器結垢、污染、氣泡附著，影響測量精度
• 選擇合適的安裝方式與位置，避免水流死角或強沖擊
九、總結
? 在線溶解氧分析儀是保障各類水體健康與工藝穩(wěn)定的“眼睛”，通過實時、精準、連續(xù)的溶解氧監(jiān)測，為污水處理、工業(yè)控制、環(huán)保監(jiān)管、水產(chǎn)養(yǎng)殖、生態(tài)保護等領域提供科學決策依據(jù)與自動控制基礎。
隨著光學溶解氧傳感技術的發(fā)展，現(xiàn)代在線溶解氧分析儀正朝著更穩(wěn)定、更智能、更低維護、更適應復雜環(huán)境的方向發(fā)展，是構建智慧水務、智能環(huán)保、綠色工業(yè)的重要工具。
