什么影響您的溶解氧測量？
水生環境中的溶解氧對大多數物種至關重要，系統了解水中的溶解氧水平對水生環境管理人員，養殖及研究人員等同樣重要。在我們測量溶解氧的時候，必須考慮到溫度、鹽度、氣壓、流量這4個變量。
1） 溫度如何影響溶解氧測量
測量溶解氧最重要的變量是 - 溫度。因此，確保儀器(qi)(qi)上的溫度傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)正確測量非常重(zhong)要(yao)，因為(wei)溫度以兩種(zhong)方式影響DO測量。下(xia)(xia)表是(shi)在(zai)標準大氣壓下(xia)(xia)純水(shui)中的飽和(he)溶解度下(xia)(xia)溶解氧(yang)含(han)量。可以(yi)看(kan)到在(zai)均為飽和(he)狀態(tai)下(xia)(xia)，不同溫(wen)度下(xia)(xia)溶解氧(yang)的含(han)量是(shi)不同的。
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溫度-氧氣 溶解度關系(xi)
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溫度(℃)
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溶解氧（mg/L）
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0
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14.6
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5
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12.8
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10
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11.3
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15
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10.2
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20
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9.2
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25
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8.6
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100
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0
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溫度和擴散
首先，由于分子活度的(de)增(zeng)加或(huo)減少(shao)，氧(yang)通(tong)過電化(hua)學探針的(de)膜或(huo)光學探針的(de)傳(chuan)(chuan)感元件的(de)擴(kuo)(kuo)散隨溫(wen)度而變化(hua)。根據穩態電化(hua)學傳(chuan)(chuan)感器的(de)膜材料，基于溫(wen)度的(de)擴(kuo)(kuo)散速率變化(hua)可能高達每(mei)攝氏度約4%，快速脈沖(chong)傳感器(qi)為(wei)每攝(she)氏(shi)度1%，光學傳感器(qi)約為(wei)每攝(she)氏(shi)度1.5%。
例如(ru)(ru)，如(ru)(ru)果樣品的溫(wen)度從20°C變化(hua)到15°C，則探頭(tou)信(xin)號會根據所(suo)使用的(de)傳(chuan)感(gan)器而變化(hua)，從而降低溶(rong)解氧飽和(he)度(du)讀數，即使水的(de)飽和(he)度(du)百分比沒有變化(hua)。
因此(ci)，必須對傳感(gan)器信號進(jin)行(xing)溫度變化補償(chang)。一般通過在較舊的(de)模擬儀(yi)器的(de)電(dian)路中添(tian)加熱敏電(dian)阻來完成的(de)。對于較新的(de)數字儀(yi)器，該(gai)軟(ruan)件使用(yong)專有算法(fa)補償(chang)溫度變化，這些算法(fa)使用(yong)探頭(tou)熱敏電(dian)阻的(de)溫度讀數。
對于光學溶解氧(yang)傳(chuan)感器，一般的(de)熒光探針材料的(de)溫度(du)變化符合Arrhenius（阿(a)列(lie)紐(niu)斯(si)）方程。
可以看到它(ta)是遵循(xun)指(zhi)數方程式，當然不同(tong)的指(zhi)示探針和不同(tong)的包埋會影響它(ta)的具體(ti)參數，但總體(ti)趨勢不變。
溫度和氧氣溶解度
到目前為止，所(suo)描述的(de)調整僅補償溫度對通過膜或(huo)傳感元(yuan)件的(de)氧(yang)氣擴散速(su)率的(de)影響(xiang)。除了(le)這種(zhong)效果外，溫度還會影響(xiang)水的(de)溶解(jie)氧(yang)能(neng)力。一(yi)個(ge)科(ke)學事實是，氧(yang)氣在水中的(de)溶解(jie)度與溫度成正比。
然而(er)(er)，溶(rong)解氧(yang)濃(nong)度(du)會隨(sui)著溫(wen)度(du)而(er)(er)變化(hua)，因(yin)為氧(yang)氣在(zai)水中的溶(rong)解度(du)會隨(sui)著溫(wen)度(du)而(er)(er)變化(hua)。例如，在(zai)15oC下，水可以(yi)溶解10.08 mg / L，而30oC水只能溶解7.56 mg / L的(de)氧氣，即使兩個樣(yang)品(pin)的(de)飽和度(du)百分(fen)比(bi)值(zhi)均(jun)為100%。因(yin)此，我們必須(xu)根據樣(yang)品(pin)的(de)溫度(du)，補償溶解氧濃度(du)讀數。
根據飽和度百分(fen)比測(ce)定溶解氧 mg/L
下面說明如何將飽和度百(bai)分比(bi)轉換為 mg/L（也(ye)稱為 ppm 或百萬分之一(yi)）。
為了進行這種轉換，必須知道樣品的溫度和鹽度。這就是為什么在計算mg / L值時必須(xu)使用準確的溫度(du)值的原因(yin)。
第一步：確定樣品的(de)飽和(he)度、溫度和(he)鹽度百(bai)分比(bi)。
第二步：將飽和度讀數乘以氧溶解度表的相應(ying)列（取(qu)決(jue)(jue)于鹽(yan)度）和行（取(qu)決(jue)(jue)于溫度）中(zhong)的值。
例：
第一步：在20oC下測量樣品具有80%的溶解氧飽和度，0 ppt鹽(yan)度
第二步：將 0.80（即溶解氧飽和度百分比）乘(cheng)以(yi) 9.09（0 鹽(yan)度和(he) 20oC 時氧(yang)溶解度表的值）= 7.27 mg/L。
結果：7.27是mg / L值，對應(ying)于20oC下鹽度為零的(de)樣(yang)品的(de)80%溶解氧飽(bao)和(he)度(du)讀(du)數。
2） 鹽度如何影響溶解氧測量？
影響溶氧濃度的第二個變量是水樣的鹽度。雖然飽和度百分比讀數不是水的鹽度（或(huo)溶解固體含量）的函數(shu)，但溶解氧濃度(du)隨(sui)鹽(yan)度(du)變(bian)(bian)化而改變(bian)(bian)。
隨著水的(de)鹽(yan)度增加，其溶解氧的(de)能力降低。例如，在25oC下(xia)鹽(yan)度(du)為0 ppt的飽和(he)(he)氧(yang)(yang)(yang)淡(dan)水含有8.26 mg / L的氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)，而(er)在(zai)相同壓力和(he)(he)溫(wen)度(du)下(xia)的氧(yang)(yang)(yang)飽和(he)(he)海水（~36 ppt）僅含有6.72 mg / L的溶(rong)解氧(yang)(yang)(yang)。
因此，鹽(yan)度（以(yi)及溫度）必須(xu)考慮儀器的溶解氧計算。該計算基于飽和度讀數(shu)百分比，溫度讀數(shu)以(yi)及使用水和廢水檢查標準方法中(zhong)的公式測量或輸入的鹽(yan)度值(zhi)。
糾正鹽度
傳感器在計算溶解氧時使用的鹽度值是通過兩種方式之一獲得的，具體取決于所使用的傳感器。可同時測量電導率的蛙視多參數傳感器（BSM-2）。電導率(lv)傳感器測量的(de)鹽度值用于mg / L計算。因此(ci)，重要的是要確(que)(que)保(bao)電導率(lv)傳感器經過校準和準確(que)(que)讀取，以獲得準確(que)(que)的溶解氧 mg/L讀數。
對于沒有電導(dao)率傳感(gan)器的(de)蛙視(shi)溶解氧傳感(gan)器，最終(zhong)用戶必須手動輸入(ru)樣品的(de)鹽(yan)度值(zhi)(zhi)。請參閱下面(mian)的(de)鹽(yan)度指南，了解各種類型水的(de)典型鹽(yan)度值(zhi)(zhi)列表。
鹽度指(zhi)南 - 按水類型劃分的平(ping)均鹽(yan)度
水型
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平均(jun)鹽(yan)度
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淡水
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<0.5百分點*
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咸淡水(shui)
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0.5 至 30 ppt
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海水
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33 至(zhi) 37 ppt
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鹽水(shui)
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30 至 50 ppt
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鹽水(shui)
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>50ppt
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*鹽度是根據實用鹽度標度從電導率和溫度讀數確定的無單位測(ce)量(liang)值，該量(liang)表可(ke)在水和(he)廢水檢查的標(biao)準方法中找到。
通(tong)過實際鹽度(du)標度(du)確定的鹽度(du)值被命名為“ppt”，因(yin)為這(zhe)些值非常接近以(yi)前使用(yong)的(de)(de)(de)方法確定(ding)的(de)(de)(de)鹽(yan)(yan)度(du)，其中(zhong)報告了給定(ding)質量水(shui)中(zhong)溶解鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)質量（千分之一(yi)）。今(jin)天，ppt通(tong)常被PSU（實(shi)用(yong)鹽(yan)(yan)度(du)單位）取代，作為描述(shu)由實(shi)用(yong)鹽(yan)(yan)度(du)表計算的(de)(de)(de)鹽(yan)(yan)度(du)的(de)(de)(de)首選單位;但是(shi)，這(zhe)些值是(shi)等效的(de)(de)(de)，因(yin)為它們(men)由相同(tong)的(de)(de)(de)方法確定(ding)。
在(zai)對不同鹽(yan)(yan)度的(de)(de)水(shui)(shui)進(jin)行采(cai)樣時，例如在(zai)咸淡水(shui)(shui)（如河口或沿(yan)海(hai)濕地）中，建議您(nin)校(xiao)準使(shi)用(yong)溶氧(yang)(yang)傳感(gan)器(qi)(qi)時，如果您(nin)必須手動輸入鹽(yan)(yan)度值(zhi)，請使(shi)用(yong)將要測量的(de)(de)水(shui)(shui)的(de)(de)值(zhi)。如果您(nin)有電導(dao)率傳感(gan)器(qi)(qi)和溶解氧(yang)(yang)傳感(gan)器(qi)(qi)，請確(que)保正確(que)校(xiao)準電導(dao)率，以(yi)補(bu)償正確(que)的(de)(de)鹽(yan)(yan)度值(zhi)。
3） 氣壓如何影響溶解氧測量？
關于溶解氧校準和測量中的潛在影響，另一個因素是氣壓。
氣(qi)壓影(ying)響空氣(qi)或水樣品(pin)中的(de)氧氣(qi)壓力。例如，空氣(qi)中氧氣(qi)的(de)百分(fen)比(bi)始終為21%，但氧氣的實際壓(ya)力隨氣壓(ya)的變化而變化。在海平面上，氧氣的壓(ya)力為160毫(hao)米汞(gong)柱（0.21 x 760毫(hao)米汞(gong)柱）。
在(zai)完全(quan)充氣的(de)樣品中(zhong)，傳感器(qi)測量的(de)飽和度百分比為100%（160/160 x 100%）。如果樣品的溫度為25oC，傳感器將根據氧溶解(jie)度表將溶解(jie)氧濃度計算(suan)為8.26 mg / L。當樣品在高度上移動并保持(chi)空氣飽和時，氣壓會(hui)降(jiang)低，樣品中(zhong)的(de)氧氣壓力(li)也會(hui)降(jiang)低。
在海拔343米處，氧氣壓力為153 mmHg（0.21 x 730 mmHg），在完全充氣的樣品中，探頭讀取的相對于海平面的飽和度百分比為95.6%（153/160 x 100%）。如果樣品的溫度為25oC，儀器將根據氧溶(rong)解度(du)表計(ji)算出7.92 mg / L或8.26的96%的溶解氧濃度(du)。
蛙視傳感建議，定期對您的溶解氧傳感器進行適當的校準，或者至少快速檢查溶氧%值是否(fou)讀數在海(hai)拔/氣壓下(xia)應讀數的+/-2%或(huo)+/-1%以(yi)內內。
4） 流量如何影響溶解氧測量？
有許多因素會影響您的溶解氧測量。到目前為止，我們已經了解了溫度，鹽度，氣壓的影響，接下來解決流量依賴性問題。
電化學(xue)傳感器，如Clark（Leland Clark）極譜法傳感器，在測(ce)量過程中消(xiao)耗氧氣，因此需(xu)要樣品(pin)移動，否則讀數將被人為(wei)地降低。
然(ran)而，光(guang)學傳感(gan)(gan)器使用非消(xiao)耗性方法進行溶解氧測量(liang)，從而無需流量(liang)依賴(lai)性或(huo)攪拌要(yao)求的傳感(gan)(gan)方法。
下圖說明了光學傳感器(qi)的這一(yi)優(you)勢。第一(yi)種是(shi)在空氣飽和的水樣(yang)品中(zhong)使用穩(wen)態極譜傳感器(qi)測量(liang)的數據圖，其中(zhong)機械攪拌(ban)棒提供了足夠(gou)的樣(yang)品移(yi)動。當攪拌(ban)機關閉時，讀數開始下降，導致人為地降低溶解氧(yang)測量(liang)值。
第二種(zhong)是在同(tong)一空氣(qi)飽和的(de)(de)水(shui)樣(yang)品中使用光(guang)學(xue)傳(chuan)感器(qi)測(ce)量的(de)(de)數(shu)據圖(tu)，其中樣(yang)品移(yi)動仍(reng)由攪拌(ban)棒提供(gong)。當關閉攪拌(ban)機構進行光(guang)學(xue)測(ce)量時(shi)，讀數(shu)依然保持恒(heng)定和準確，證明光(guang)學(xue)傳(chuan)感器(qi)不(bu)依賴(lai)于流量。這是光(guang)學(xue)傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)一個巨(ju)大的(de)(de)優勢，特別是對(dui)于低流量應用，或樣(yang)品移(yi)動困難時(shi)。
針對不同應(ying)用(yong)，蛙視開發(fa)了基于熒光(guang)猝滅原理的多種光(guang)學溶解氧(yang)傳感器。包括常(chang)溫常(chang)壓使用(yong)的ppm級溶解氧，常(chang)溫耐一定溶劑的(de)ppb級溶解氧，耐高溫消毒溶解氧，針刺式溶解氧以及光纖式溶解氧產品。。。見下圖。
光學溶解氧傳感器
ppm級溶解氧傳感器
耐高溫消毒溶解氧傳感器
