技术科普 | 极谱型溶解氧VS 原电池型溶解氧水质传感器

溶解氧的基本概念：溶解氧（DO）是指溶解于水中的氧的含量，它以每升水中氧气的毫克数表示，溶解氧以分子状态存在于水中。水中溶解氧量是水质重要指标之一，也是水体净化的重要因素之一。

水中溶解氧的含量与大气压力、水温及含盐量等因素有关。没有受到耗氧物质（一般为有机物）污染的水体，溶解氧呈饱和状态，如清洁地表水溶解氧接近饱和。在水体中有机物含量较多时，其耗氧速度超过氧的补给速度，则水中溶解氧将不断减少，甚至可接近于零，从而使有机物在缺氧条件下分解，出现腐败发酵现象，使水质严重恶化。因此，在对水体的质量评价中，把溶解氧作为水质污染程度的一项指标。

需要测定溶解氧的场所

1、污水处理

2、河流湖泊环境监测

3、水产养殖

目前市场上溶解氧传感器的检测原理种类：

溶解氧传感器常用的膜电极有两类：极谱型（Polarography）和原电池型（Galvanic Cell）。

极谱型溶解氧传感器

电极中，有黄金环或铂金环作阴极，银-氯化银（或汞-氯化亚汞）作阳极。电解液为氯化钾溶液。阴极外表面覆盖一层透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡胶等透气材料。阴阳两电极之间外加0.5~1.5V的极化电压，当溶解氧透过薄膜达到黄金阴极表面，在电极上发生如下反应：

阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ

阳极被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl

只要测得扩散电流，既可以测得溶解氧的溶度，为了消除温度、盐度、气压等因素的影响，均采用相关技术进行补偿。

原电池型溶解氧传感器

当外界氧分子透过薄膜进入电极内，会产生如下反应：

银阴极被还原：

O2+2H2O+4e→4OHˉ

铅阳极被氧化：

2Pb+4KOH+4OHˉ→2KHPbO2+2H2O

氧在银阴极上被还原为氢氧根离子，并同时向外电路获得电子；铅阳极被氢氧化钾溶液腐蚀，生成铅酸氢钾，同时向外电路输出电子。接通外电路后，便有信号电流通过，其值与溶氧溶度成正比。

可以看出，溶解氧浓度与传递电子数目一一对应，传感器具有很好的线性，且原电池型的溶解氧传感器维护成本较低，无需更换电解液，适用于进行大面积的推广使用。