溶解氧電極簡介

基本理論

溶氧分析是測量溶解在水溶液內的氧氣的含量。氧氣通過周圍的空氣、空氣流動和光合作用溶解于水中。
通過呼吸和分解作用，溶解氧會在水中消耗，主要依靠空氣和光合作用進行補充。水中氧的含量主要取決于溫度。溫水的氧濃度要低于冷水。但溶氧含量過高對動植物會有害。
溶氧電極可以用來測量現場或實驗室內被測樣品水溶液內的溶氧含量。由于溶解氧是水的質量的主要指標之一，因此溶氧電極可廣泛用于各種場合下的溶氧含量的測量，尤其是養殖水、光合作用和呼吸作用及現場測量。在對溪水和湖水支持生物存活的能力進行評估時，要進行生化需氧量測試（BOD）在消耗氧氣的含有有機物的樣品水溶液變腐時對其進行測量并確定溶氧濃度和樣品水溶液溫度之間的關系。
溶氧電極用一薄膜將鉑陰極， 銀陽極，以及電解質與外界隔開，一般情況下陰極幾乎是和這層膜直接接觸的。氧以和其分壓成正比的比率透過膜擴散，氧分壓越大，透過膜的氧就越多。當溶解氧不斷地透過膜滲入腔體，在陰極上還原而產生電流，此電流在儀表上顯示出來。由于此電流和溶氧濃度直接成正比，因此校正儀表只需將測得的電流轉換為濃度單位即可。

溶氧濃度通常用mg/L（每升水的溶氧量）或ppm（百萬分之幾）。有些儀表將計算出的氧含量和觀察到的濃度進行比較得出飽和度百分比（O2％ sat.）
確定溶氧有兩種方式，極譜式和原電池式。極譜式電極需儀表輸入一電壓對電極進行極化。由于外加電壓可能要15分鐘才能穩定，因此極譜式電極使用前通常要進行預熱確保電極能妥當極化。原電池式的兩個極由兩種不同的能自發極化產生電壓的金屬構成。由于原電池式的電壓是自發產生而不是外界提供的，因此原電池式電極使用時無需極譜式電極極化所需的“預熱”。

環境影響

適當的溶氧對好的水質是必不可少的，所有的生命形態都需要氧。天然的溪水凈化過程要求有恰當的氧含量供給有氧生命形態。如水中的氧含量低于5.0mg/L，水生物生存就有困難，濃度越低越困難。如氧含量低于1-2mg/L并持續幾小時將導致水生物大批死亡。

應用場合

溶氧電極可用來測量用來對氧含量會影響反應速度、流程效率或環境的流程進行監控：如水產養殖、生物反應、環境測試（湖、溪、海洋）、水/廢水處理、葡萄酒生產。

溫度補償

對標準溶氧測量來說，溫度影響到氧的溶解度和擴散速度，因此必須進行溫度補償。

鹽度修正

溶解鹽的存在限制了可溶解于水的氧的含量。氧的濃度和分壓之間的關系隨著每份樣品溶液鹽度的不同而變化，因此多數的儀表制造商提供人工調節鹽度來修正由離子濃度不同而造成的變化。

生化需氧量（BOD）

BOD測試一般用于污水處理廠，水處理廠需要知道微生物分解有機物質時從水中消耗的氧的量，這點很重要。該測試可使水處理廠確定水處理的效力或仍然存在的污染量。通過測量特定培養期起始及終止時溶解于樣品內的氧的含量可以確定廢水、排出液和污水的相對需氧量。可通過測出時間1的溶氧（T1），減去時間2的溶氧（T2）；將該數值乘以zui終樣品體積（VF）并除以zui初樣品體積（V）來計算出BOD。

BOD （mg/L） = （T1 – T2）VF/V

故障處理

使用極譜式電極時，校正或測量前要預熱至少15－30分鐘。
為確保膜的電解液內沒有氣泡，ASI膜帽在設計上要求在裝上膜頭時要排除掉所有液腔內的空氣。
膜表面上不能留有任何氣泡，否則它會將氣泡當作氧飽和樣品進行讀數。
即使使用的是帶有自動溫度補償的儀表，也要在接近樣品溶液的溫度下校正電極。
電極應在空氣中校正， 以空氣作為100％的飽和溶解氧標準點。
由于電極對氧的消耗，探頭表面氧的濃度會瞬間降低，因此測量時要對溶液進行攪拌，這很重要。
如膜已破損則要進行更換。