荧光法溶解氧(荧光法溶解氧仪的工作原理)

溶解氧仪的测量原理是荧光法吗？

这个仪器的确已有。原理也对，相关的标准有待更新。摘百科回答

荧光法溶解氧测量仪基于荧光猝熄原理。蓝光照射到荧光物质上使荧光物质激发并发出红光，由于氧分子可以带走能量(猝熄效应)，所以激发的红光的时间和强度与氧分子的浓度成反比。通过测量激发红光与参比光的相位差，并与内部标定值对比，从而可计算出氧分子的浓度。

在过去的50多年里，一直采用电流法和极谱法测量溶解氧。这种方法对于市政和工业废水中的溶解氧监测曾起着非常重要的作用，但是，传统的电化学方法的使用膜、电极和电解液，从而会导致很多问题，即使进行定期维护，还是不能得到准确的测量结果。

创新的新型荧光技术，没有膜和电解液，几乎不用维护，性能优异，使用方便。荧光法溶解氧仪，最早是由国外研发出来，并投入使用的，中国在90年代由国家支持，属于国家九五重点公关课题，经过十多年的研究生产技术已经趋于成熟。

虹润荧光法溶解氧检测仪有什么特点呢？

荧光法溶解氧分析仪的性能特点： 1、溶解氧分析仪测量探头最前端的传感器罩上覆盖有一层荧光物质，LED光源发出的蓝光照射到荧光物质上，荧光物质被激发，并发出红光。 2、一个光电池检测荧光物质从发射红光到回到基态所需要的时间。这个时间只和蓝光的发射时间以及氧气的多少有关，溶解氧分析仪探头另有一个LED光源，在蓝光发射的同时发射红光，做为蓝光发射时间的参考。 3、传感器周围的氧气越多，荧光物质发射红光的时间就越短。因此，计算出溶解氧的浓度。 4、荧光法溶氧仪是基于物理学中特定物质对活性荧光的猝熄原理，传感器前端的荧光物质是一种特殊的钌金属化合物。

溶解氧的测定方法

目前在使用的测定溶解氧的三大方法分别是：

1、碘量法测定水中溶解氧

方法原理：水中溶解氧的测定，一般用碘量法。在水中加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液，生成氢氧化锰沉淀。由于氢氧化锰性质极不稳定，迅速与水中溶解氧反应生成硫酸锰。

15分钟后加入浓硫酸使棕色沉淀与溶液中所加入的碘化钾发生反应，而析出碘，溶解氧越多，析出的碘也越多，溶液的颜色也就越深。用移液管取一定量的反应完毕的水样，以淀粉做指示剂，用标准溶液滴定，计算出水样中溶解氧的含量。

2、电极极谱法测定水中溶解氧

方法原理：两极间加恒定电压，电子由阴极流向阳极，产生扩散电流；一定温度下，扩散电流与溶解氧浓度成正比；建立电流与溶解氧浓度的定量关系；仪器将电流计读数自动转换为溶解氧浓度，并在屏幕上显示溶解氧值。

3、荧光法LDO测定水中溶解氧

方法原理：调制的蓝光照到荧光物质上使其激发，并发出红光，由于氧分子可以带走能量（猝息效应），所以激发红光的时间和强度与氧分子的浓度成反比。

采用与蓝光同步的红色光源作为参比，测量激发红光与参比光之间的相位差，并于内部标定值对比，从而计算出氧分子的浓度，经过一些处理，输出溶解氧。

注意事项

1、当水样中含有亚硝酸盐时会干扰测定，可加入叠氮化钠使水中的亚硝酸盐分解而消除干扰。其加入方法是预先将叠氮化钠加入碱性碘化钾溶液中。

2、如水样中含Fe3+达100—200mg/L时，可加入1mL40％氟化钾溶液消除干扰。

3、如水样中含氧化性物质（如游离氯等），应预先加入相当量的硫代硫酸钠去除。

什么是溶解氧？光学溶解氧测定仪有什么好处

什么是溶解氧？

空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，故水温是主要的因素，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子态氧称为溶解氧，通常记作DO，用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。

光学溶解氧测定仪有什么好处

荧光法溶解氧测定仪的优点更多些，膜法的容易被污泥住，污泥对荧光法DO测量影响很小。荧光法测溶解氧确实比极谱法测量响应快、使用时间长等优点，但是荧光法溶解氧测定仪价格贵一些。

►无需标定。因为是荧光法设计。所以不需要进行标定，这样就大大减少了仪器使用中的维护工作量。
►测量结果稳定。采用荧光法测量溶解氧因为测量过程中不会消耗任何物质，也不会消耗水中的溶解氧，所以这种测量方法测量结果更加稳定。
► 减少清洗频率。传统膜法需要经常清洗，否则会严重影响氧气的透过，从而影响测量，荧光法对探头的清洁要求不高，定期擦拭荧光帽即可。
► 维护量低。因为荧光法不需要标定、不需要频繁校准、不需要更换膜（RO膜）、不需要频繁清洗，所以其安装使用后的维护量非常少。
►
无干扰。pH的变化、污水中含有的化学物质、H2S、重金属等不会对测量造成干扰，另外本身也会有氧化性，可能被普通溶解氧电极当作氧气进行测量；电解液的二氧化碳会对测量造成影响，
主要是改变了电解液的电导率，而LDO没有电解液，所以不会受到二氧化碳的影响。
► 响应时间快。荧光法溶解氧在与水接触的同时即可响应，其时间非常短。
► 无需极化时间。因为不使用电极，所以不存在极化的问题。

溶氧量的测量方法

溶解氧的测定是水环境污染检测的主要手段，因此，开展水中溶解氧的测定分析研究就显得尤为必要。水中溶解氧检测方法：
碘量法测定溶氧
碘量法测定是目前水中溶解氧测定的主要方法之一。
主要是在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，形成氢氧化锰。氢氧化锰的化学特性非常不稳定，能够和水中的溶解氧快速反应，形成硫酸锰。
静置15~20分钟之后，加入浓硫酸，促使棕色的沉淀和溶液中加入的碘化钾充分反应，从而逐步析出碘。水中溶解氧越多，则析出的碘也就越多，溶液的颜色也越深。通过高精度移液管取出一定量反应完成之后的水样，然后用淀粉作为指示剂，通过标准溶液进行滴定，就可以获知水中溶解氧的具体含量。
电极极谱法测定溶氧
相比于碘量法测定，电极极谱法测定更加先进。
主要机理是在两极之间加上恒定电压，促进电子从阴极流向阳极，从而形成一定的量的扩散电流。
通过测量扩散电流就能获知水中溶解氧的含量，因为一定温度下，水样中的扩散电流和水中溶解氧浓度成正比，通过定量分析，利用仪器就能读出水样中溶解氧的具体数值。
荧光法测定溶氧
荧光法测定的主要机理是利用荧光物质的猝灭作用，降低荧光物质中的荧光强度和缩短荧光维持的寿命，从而获知水中溶解氧的含量。
水中溶解氧的含量越多，荧光的寿命也就越短。将调制好的蓝光，照射到荧光物质上，可发出相应的红光。水中溶解氧可带走荧光能量，因此，红光持续的时间和强度和溶解氧的浓度成反比，通过测量红光和参比光之间的相位差，就能获知水中的溶解氧的含量。

荧光法测定是目前的水中溶解氧测定时简单便捷的方法，和碘量法和电极极谱法相比，荧光法测定时无须特意标定水中的溶解氧，而测定速度比较快，整个测量过程比较稳定，测量结果精度较高，而且对流量也没有严格要求，受到外界因素的干扰比较小，可降低清洗频率，维护成本比较低。

水中溶解氧的测定一般用什么方法

一般有三种方法：碘量法，叠氮化钠修正法，膜电极法。

水中溶解氧的测定

一、碘量法

【原理】

水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后，氢氧化物沉淀溶解形成可溶性四价锰Mn(SO4)2，Mn(SO4)2与碘离子反应释出与溶解氧量相当的游离碘，以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定释出碘，可计算溶解氧的含量。

【仪器】

1.溶解氧瓶：250～300mL。

2.滴定管：25mL、10mL。

【试剂】

1.硫酸锰溶液：称取480g硫酸锰（MnSO4.4H2O）或364gMnSO4溶于水，用水稀释1000mL。此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中，遇淀粉不得产生蓝色。

2.碱性碘化钾溶液：称取500g氢氧化钠溶解于300～400mL水中，另称取150g碘化钾或135g碘化钠溶于200mL水中，待氢氧化钠溶液冷却后，将两溶液合并，混匀，用水稀释至1000mL。如有沉淀，则放置过夜后，倾出上清液，贮于棕色瓶中。用橡皮塞塞紧，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉不得产生蓝色。

3.（1+5）硫酸溶液：将20mL浓硫酸缓缓加入100mL水中。

4.1%淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，再用刚煮沸的水稀释至100mL，冷却后，加入0.1g水杨酸或氯化锌防腐。

5.重铬酸钾标准溶液（C1/6K2Cr2O7=0.02500mol/L）：称取于105～110℃烘干2h并冷却的重铬酸钾1.2258g，溶于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

6.硫代硫酸钠溶液： 称取6.2g硫代硫酸钠（Na2S2O3.5H2O）溶于煮沸放冷的水中，加入0.2g碳酸钠用水稀释至1000mL，贮于棕色瓶中。在暗处放置7～14d后标定。

标定：于250mL碘量瓶中，加入100mL水和1g碘化钾，加入10.00mL浓度为0.02500mol/L的重铬酸钾标准溶液，5mL（1+5）硫酸溶液，密塞，摇匀。于暗处静置5min后， 用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录用量：

式中，C---硫代硫酸钠溶液的浓度，mol/L；

V---滴定时消耗硫代硫酸钠溶液的体积，mL。

7.硫酸：ρ=1.84g/mL

【采样】

应采用溶解氧瓶进行采样，采样时要十分小心，避免曝气，注意不使水样与空气相接触。瓶内需完全充满水样，盖紧瓶塞，瓶塞下不要残留任何气泡。若从管道或水龙头采取水样，可用橡皮管或聚乙烯软管，一端紧接龙头，另一端深入瓶底，任水沿瓶壁注满溢出数分钟后加塞盖紧，不留气泡。从装置或容器采样时宜用虹吸法。

水样采集后，为防止溶解氧因生物活动而发生变化，应立即加入必要的药剂，使氧“固定”于样品中，并存于冷暗处，其余操作可携回实验室进行，但也应尽快完成测定程序。

【测定步骤】

1.溶解氧的固定：用吸管插入溶解氧瓶的液面下，加入1mL硫酸锰溶液、2mL碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，颠倒混合数次，静置。待棕色沉淀物降至瓶内一半时，再颠倒混合一次，待沉淀物下降到瓶底。一般在取样现场固定。

2.析出碘：轻轻打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2.0mL浓硫酸。小心盖好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解为止。

3.样品的测定：吸取100mL上述溶液于250mL锥形瓶中，用硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录硫代硫酸钠溶液用量（V1）

如果需要精确校正加入试剂后水样原来的体积，则将溶解氧瓶内全部处理过的水样移入500mL锥形瓶内，并用纯水洗涤溶解氧瓶2～3次，合并溶液于锥形瓶内，再按上述方法用硫代硫酸钠标准溶液滴定，记录用量(V2)

【精密度和准确度】

经不同海拔高度的4个实验室分析于20℃含饱和溶解氧6.85～9.09mg/L的蒸馏水，单个实验室的相对标准偏差不超过0.3%；分析含4.73～11.4mg/L溶解氧的地面水，单个实验室的相对标准偏差不超过0.5%。

【注意事项】

如果水样中含有氧化性物质（如游离氯大于0.1mg/L时），应预先于水样中加入硫代硫酸钠去除。即用两个溶解氧瓶各取一瓶水样，在其中一瓶加入5mL（1+5）硫酸溶液和1g

碘化钾，摇匀，此时游离出碘。以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色刚褪，记下用量（相当于去除游离氯的量）。在另一瓶水样中，加入同样量的硫代硫酸钠溶液，摇匀后，按操作步骤测定。

二、叠氮化钠修正法

【原理】

水样中含有亚硝酸盐会干扰碘量法测溶解氧，可加入叠氮化钠，使水中亚硝酸盐分解而消除其干扰。在不含其他氧化、还原性物质，水样中含Fe2+达100～200mg/L时，可加入1mL40%氟化钾溶液消除Fe2+的干扰。

【仪器】

同碘量法。

【试剂】

1.碱性碘化钾-叠氮化钠溶液：溶解500g氢氧化钠于300～400mL水中；溶解150g碘化钾（或135g碘化钠）于200mL水中；溶解10g叠氮化钠于40mL水中。将上述三种溶液混合，加水稀释至1000mL，贮于棕色瓶中，用橡皮塞塞紧，避光保存。

2.40%氟化钾溶液：称取40g氟化钾（KF.2H2O）溶于水中。用水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中。

其他试剂同碘量法。

【测定步骤】

同碘量法，仅将试剂碱性碘化钾改为碱性碘化钾-叠氮化钠溶液。如水样中含有Fe2+干扰测定，则在水样采集后，用吸管插入液面下加入1mL40%氟化钾溶液，1mL硫酸锰溶液和2mL碱性碘化钾-叠氮化钠溶液，盖好瓶盖，混匀。以下步骤同碘量法。

【计算】

同碘量法。

【精密度和准确度】

经不同海拔高度4个实验室分析于20℃含饱和溶解氧6.85～9.09mg/L的蒸馏水，单个实验室相对标准偏差不超过0.4%，分析含溶解氧地面水，单个实验室相对标准偏差不超过1%。

【注意事项】

叠氮化钠是一种剧毒、易爆试剂，不能将碱性碘化钾-叠氮化钠溶液直接酸化，否则可能产生有毒的叠氮酸雾。

三、膜电极法

【原理】

氧敏感薄膜电极由两个与支持电解质相接触的金属电极及选择性薄膜组成。薄膜只能透过氧和其他气体，水和可溶解物质不能透过。透过膜的氧气在电极上还原，产生微弱的扩散电流，在一定温度下其大小和水样溶解氧含量成正比。电极法的测定下限取决于所用的仪器，一般适用于溶解氧大于0.1mg/L的水样。水样有色，含有可和碘反应的有机物时，不宜用碘量法及其修正法测定，可用电极法。但水样中含有氮、二氧化硫、碘、溴的气体或蒸气，可能干扰测定，需要经常更换薄膜或校准电极。

【仪器】

1.溶解氧测定仪：仪器分为原电池式和极谱式（外加电压）两种。

2.温度计：精确至0.5℃。

【试剂】

1.亚硫酸钠。

2.二价钴盐（CoCl2.6H2O）

【步骤】

使用仪器时，按说明书操作。

1.测试前的准备

(1)按仪器说明书装配探头，并加入所需的电解质。使用过的探头，要检查探头膜内是否有气泡或铁锈状物质。必要时，需取下薄膜重新装配。

(2)零点校正：将探头浸入每升含1g亚硫酸钠和1mg钴盐的水中，进行校零。

(3)校准：按仪器说明书要求校准，或取500mL蒸馏水，其中一部分虹吸入溶解氧瓶中，用碘量法测其溶解氧含量。将探头放入该蒸馏水中（防止曝气充氧），调节仪器到碘量法测定数值上。当仪器无法校准时，应更换电解质和敏感膜。

2.水样的测定

按仪器说明书进行，并注意温度补偿。

【精密度与准确度】

经6个实验室分析人员在同一实验室用不同型号的溶解氧测定仪，测定溶解氧含量为4.8～8.3mg/L的5种地面水，每个样品测定值相对标准偏差不超过4.7%；绝对误差（相对于碘量法）小于0.55mg/L。