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2022-07
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什么影響您的溶解氧測量?


水生環(huán)境中的溶解氧對大多數(shù)物種至關(guān)重要,系統(tǒng)了解水中的溶解氧水平對水生環(huán)境管理人員,養(yǎng)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,確保儀器上的溫度傳感器正確測量非常重要,因為溫度以兩種方式影響DO測量。下表是在標準大氣壓下純水中的飽和溶解度下溶解氧含量。可以看到在均為飽和狀態(tài)下,不同溫度下溶解氧的含量是不同的。


溫度-氧氣 溶解度關(guān)系

溫度(℃)

溶解氧(mg/L)

0

14.6

5

12.8

10

11.3

15

10.2

20

9.2

25

8.6

100

0


溫度和擴散

首先,由于分子活度的增加或減少,氧通過電化學探針的膜或光學探針的傳感元件的擴散隨溫度而變化。根據(jù)穩(wěn)態(tài)電化學傳感器的膜材料,基于溫度的擴散速率變化可能高達每攝氏度約4%,快速脈沖傳感器為每攝氏度1%,光學傳感器約為每攝氏度1.5%。

例如,如果樣品的溫度從20°C變化到15°C,則探頭信號會根據(jù)所使用的傳感器而變化,從而降低溶解氧飽和度讀數(shù),即使水的飽和度百分比沒有變化。

因此,必須對傳感器信號進行溫度變化補償。一般通過在較舊的模擬儀器的電路中添加熱敏電阻來完成的。對于較新的數(shù)字儀器,該軟件使用專有算法補償溫度變化,這些算法使用探頭熱敏電阻的溫度讀數(shù)。


溫度和溶解氧測量的關(guān)系

對于光學溶解氧傳感器,一般的熒光探針材料的溫度變化符合Arrhenius(阿列紐斯)方程。

可以看到它是遵循指數(shù)方程式,當然不同的指示探針和不同的包埋會影響它的具體參數(shù),但總體趨勢不變。

溫度和氧氣溶解度

到目前為止,所描述的調(diào)整僅補償溫度對通過膜或傳感元件的氧氣擴散速率的影響。除了這種效果外,溫度還會影響水的溶解氧能力。一個科學事實是,氧氣在水中的溶解度與溫度成正比。

然而,溶解氧濃度會隨著溫度而變化,因為氧氣在水中的溶解度會隨著溫度而變化。例如,在15oC下,水可以溶解10.08 mg / L,而30oC水只能溶解7.56 mg / L的氧氣,即使兩個樣品的飽和度百分比值均為100%。因此,我們必須根據(jù)樣品的溫度,補償溶解氧濃度讀數(shù)。

根據(jù)飽和度百分比測定溶解氧 mg/L

下面說明如何將飽和度百分比轉(zhuǎn)換為 mg/L(也稱為 ppm 或百萬分之一)。

為了進行這種轉(zhuǎn)換,必須知道樣品的溫度和鹽度。這就是為什么在計算mg / L值時必須使用準確的溫度值的原因。

第一步:確定樣品的飽和度、溫度和鹽度百分比。

第二步:將飽和度讀數(shù)乘以氧溶解度表的相應(yīng)列(取決于鹽度)和行(取決于溫度)中的值。

例:

第一步:在20oC下測量樣品具有80%溶解氧飽和度,0 ppt鹽度

第二步:將 0.80(即溶解氧飽和度百分比)乘以 9.090 鹽度和 20oC 時氧溶解度表的值)= 7.27 mg/L

結(jié)果7.27mg / L值,對應(yīng)于20oC下鹽度為零的樣品的80%溶解氧飽和度讀數(shù)。

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(shù)不是水的鹽度(或溶解固體含量)的函數(shù),但溶解氧濃度隨鹽度變化而改變。

隨著水的鹽度增加,其溶解氧的能力降低。例如,在25oC下鹽度為0 ppt的飽和氧淡水含有8.26 mg / L的氧氣,而在相同壓力和溫度下的氧飽和海水(~36 ppt)僅含有6.72 mg / L的溶解氧。


鹽度和溶解氧測量關(guān)系


因此,鹽度(以及溫度)必須考慮儀器的溶解氧計算。該計算基于飽和度讀數(shù)百分比,溫度讀數(shù)以及使用水和廢水檢查標準方法中的公式測量或輸入的鹽度值。

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??赏瑫r測量電導率的蛙視多參數(shù)傳感器(BSM-2)。電導率傳感器測量的鹽度值用于mg / L計算。因此,重要的是要確保電導率傳感器經(jīng)過校準和準確讀取,以獲得準確的溶解氧 mg/L讀數(shù)。

對于沒有電導率傳感器的蛙視溶解氧傳感器,最終用戶必須手動輸入樣品的鹽度值。請參閱下面的鹽度指南,了解各種類型水的典型鹽度值列表。


鹽度指南 - 按水類型劃分的平均鹽度

水型
平均鹽度
淡水
<0.5百分點*
咸淡水
0.5 至 30 ppt
海水
33 至 37 ppt
鹽水
30 至 50 ppt
鹽水
>50ppt

*鹽度是根據(jù)實用鹽度標度從電導率和溫度讀數(shù)確定的無單位測量值,該量表可在水和廢水檢查的標準方法中找到。

通過實際鹽度標度確定的鹽度值被命名為“ppt”,因為這些值非常接近以前使用的方法確定的鹽度,其中報告了給定質(zhì)量水中溶解鹽的質(zhì)量(千分之一)。今天,ppt通常被PSU(實用鹽度單位)取代,作為描述由實用鹽度表計算的鹽度的首選單位;但是,這些值是等效的,因為它們由相同的方法確定。

在對不同鹽度的水進行采樣時,例如在咸淡水(如河口或沿海濕地)中,建議您校準使用溶氧傳感器時,如果您必須手動輸入鹽度值,請使用將要測量的水的值。如果您有電導率傳感器和溶解氧傳感器,請確保正確校準電導率,以補償正確的鹽度值。

3) 氣壓如何影響溶解氧測量?

關(guān)于溶解氧校準和測量中的潛在影響,另一個因素是氣壓。

氣壓影響空氣或水樣品中的氧氣壓力。例如,空氣中氧氣的百分比始終為21%,但氧氣的實際壓力隨氣壓的變化而變化。在海平面上,氧氣的壓力為160毫米汞柱(0.21 x 760毫米汞柱)。

在完全充氣的樣品中,傳感器測量的飽和度百分比為100%(160/160 x 100%)。如果樣品的溫度為25oC,傳感器將根據(jù)氧溶解度表將溶解氧濃度計算為8.26 mg / L。當樣品在高度上移動并保持空氣飽和時,氣壓會降低,樣品中的氧氣壓力也會降低。

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(jù)氧溶解度表計算出7.92 mg / L或8.26的96%的溶解氧濃度。


氣壓和溶解氧之間關(guān)系


蛙視傳感建議,定期對您的溶解氧傳感器進行適當?shù)?b>校準,或者至少快速檢查溶氧%值是否讀數(shù)在海拔/氣壓下應(yīng)讀數(shù)的+/-2%或+/-1%以內(nèi)內(nèi)。

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(jīng)了解了溫度,鹽度,氣壓的影響,接下來解決流量依賴性問題。


流量影響溶解氧測量



電化學傳感器,如Clark(Leland Clark)極譜法傳感器,在測量過程中消耗氧氣,因此需要樣品移動,否則讀數(shù)將被人為地降低。

電化學專家克拉克


然而,光學傳感器使用非消耗性方法進行溶解氧測量,從而無需流量依賴性或攪拌要求的傳感方法。

下圖說明了光學傳感器的這一優(yōu)勢。第一種是在空氣飽和的水樣品中使用穩(wěn)態(tài)極譜傳感器測量的數(shù)據(jù)圖,其中機械攪拌棒提供了足夠的樣品移動。當攪拌機關(guān)閉時,讀數(shù)開始下降,導致人為地降低溶解氧測量值。



克拉克流量依賴性測試



第二種是在同一空氣飽和的水樣品中使用光學傳感器測量的數(shù)據(jù)圖,其中樣品移動仍由攪拌棒提供。當關(guān)閉攪拌機構(gòu)進行光學測量時,讀數(shù)依然保持恒定和準確,證明光學傳感器不依賴于流量。這是光學傳感器的一個巨大的優(yōu)勢,特別是對于低流量應(yīng)用,或樣品移動困難時。



溶解氧傳感器光流相關(guān)性測試




針對不同應(yīng)用,蛙視開發(fā)了基于熒光猝滅原理的多種光學溶解氧傳感器。包括常溫常壓使用的ppm級溶解氧,常溫耐一定溶劑的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(chǎn)品。。。見下圖。





光學溶解氧傳感器



ppm級溶解氧傳感器

ppm級溶解氧傳感器



耐高溫消毒溶解氧傳感器

耐高溫消毒溶解氧傳感器


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地下水是水資源的重要組成部分,是農(nóng)業(yè)灌溉、工礦和城市的重要水源之一。地下水,是指賦存于地面以下巖石空隙中的水,狹義上是指地下水面以下飽和含水層中的水。近年來,隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,地下水環(huán)境問題越來越突出,地下水污染事件也時有發(fā)生。一時間似乎形成了一種認識:只要出現(xiàn)地下水水質(zhì)差的問題,就一定發(fā)生了地下水污染。事實上,并非都是這樣。




在國家標準《水文地質(zhì)術(shù)語》(GB/T 14157-93)中,地下水是指埋藏在地表以下各種形式的重力水。

常規(guī)理化指標:

水溫、色度、渾濁度、肉眼可見物、PH值、總硬度、揮發(fā)酚類、溶解性總固體、化學需氧量等;
無機非金屬指標:
氟化物、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、溴酸鹽、氧酸鹽、亞氧酸鹽等;
金屬指標:
砷、汞、硒、鐵、錳、銅、鋅、鋁、鎘、鉛等;
有機物指標:
硝基苯類、酚類化合物、揮發(fā)性有機化合物等。


地下水形成

蛙視相關(guān)參數(shù)檢測設(shè)備:

蛙視光纖式濁度傳感器

數(shù)字NH4+ pH ORP/K+三合一傳感器


外露式四電極電導率傳感器




地下水污染原因

地下水污染主要指人類活動引起地下水化學成分、物理性質(zhì)和生物學特性發(fā)生改變而使質(zhì)量下降的現(xiàn)象。

地下水污染是由于人為因素造成地下水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。地下水污染的原因主要有:

工業(yè)廢水向地下直接排放,受污染的地表水侵入到地下含水層中;

人畜糞便或因過量使用農(nóng)藥而受污染的水滲入地下等。

污染的結(jié)果是使地下水中的有害成分如酚、鉻、汞、砷、放射性物質(zhì)、細菌、有機物等的含量增高。污染的地下水對人體健康和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都有危害。


地下水污染來源
1.生活污水和生活垃圾會造成地下水的總礦化度、總硬度、硝酸鹽和氯化物含量的升高,有時也會造成病原體污染。

2.危險廢物填埋場中的滲濾液或其他污染物從填埋場漏出,那樣會對地表水和地下水造成負面影響。

3.工業(yè)廢水和工業(yè)廢物可使地下水中有機和無機化合物的濃度增加。

4.農(nóng)業(yè)施用的化肥和糞肥,會造成大范圍的地下水硝酸鹽含量增高。農(nóng)藥對地下水的污染較輕,且僅限于淺層。農(nóng)業(yè)耕作活動可促進土壤有機物的氧化,如有機氮氧化為無機氮(主要是硝態(tài)氮),隨滲水進入地下水。天然的咸水會使地下天然淡水受咸水污染等。


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絕大部分的化工廠以及普通的工廠來說,他們在生產(chǎn)的過程當中都需要大量用水,而在使用過這些水之后,這些水并不會直接進入到產(chǎn)品當中,而是會形成大量的工業(yè)廢水,工業(yè)廢水必須達到一定標準后才能排放或進入污水處理廠進行處理。以下為廢水水質(zhì)監(jiān)測中各個指標概念解析:


工業(yè)污水排放

化學需氧量

Chemical Oxygen Demand,簡稱COD,指以化學方法測量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量。在河流地表水和工業(yè)廢水監(jiān)測中,它是一個重要的而且能直觀的反應(yīng)有機物污染量的參數(shù)。

氨氮

指水中以游離氨(NH3)和銨離子(NH4+)形式存在的氮。動物性有機物的含氮量一般比植物性有機物更高,且糞便中含氮有機物很不穩(wěn)定,也容易分解成氨。因此,水中氨氮含量指的是以氨或銨離子形式存在的化合氮。

礦物油類化學物質(zhì)

指各種烴類的混合物。在檢測標準中定義為:在pH≤2 的條件下,能夠被四氯乙烯萃取且不被硅酸鎂吸附的物質(zhì),相應(yīng)的還可以通過標準方法檢測得到動植物油參數(shù)。石油類和動植物油是地表水和廢水常見的檢測項目,相應(yīng)的質(zhì)量標準中也有相應(yīng)的限值指標。

總磷和總氮

總磷和總氮都是指示水體中大部分磷元素和氮元素的總量的參數(shù)。兩個指標相對應(yīng)的檢測流程相似,都需要通過相應(yīng)的氧化物物質(zhì)消解,通過儀器響應(yīng)比對得到參數(shù)。

除以上所述的項目,常用的水質(zhì)指標還有:揮發(fā)酚,氰化物,高錳酸鹽指數(shù),總硬度,溶解性總固體和陰離子表面活性劑等項目,根據(jù)水樣的來源和用途,會有不同的檢測方法和指標,可以根據(jù)客戶需求選擇相應(yīng)的檢測服務(wù)。

工業(yè)污水處理

相關(guān)國家標準:

■ 《造紙工業(yè)水污染物排放標準(GB3544-2008)》

■ 《海洋石油開發(fā)工業(yè)含油污水排放標準(GB4914-2008)》

■ 《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準(GB4287-92)》

■ 《肉類加工工業(yè)水污染物排放標準(GB13457-92)》

■ 《合成氨工業(yè)水污染物排放標準(GB13458-2001)》

■ 《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準(GB13456-92)》

■ 《航天推進劑水污染物排放標準(GB14374-93)》

■ 《兵器工業(yè)水污染物排放標準(GB14470.1~14470.3-2002)》

■ 《磷肥工業(yè)水污染物排放標準(GB15580-95)》

■ 《燒堿、聚氯乙烯工業(yè)水污染物排放標準(GB15581-95)》

■ 《皂素工業(yè)水污染物排放標準(GB 20425-2006)》

■ 《煤炭工業(yè)污染物排放標準(GB 20426-2006)》

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光學溶解氧測量儀和光學溶解氧傳感器主要應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè),一切好氧魚類的生存、生長和繁殖都離不開氧氣,光學溶解氧測量儀測量水中的氧含量變化,空氣中氧含量約占21%,水中更少。水中的氧即為溶解氧,是指溶解于水或液相中的分子態(tài)氧,是水生生物和植物生存不可缺少的條件。



光學溶解氧測試儀


光學溶解氧測量儀原理:


蛙視新一代光學溶解氧測量儀,基于熒光猝熄原理,藍光照射到熒光氧分子探針上激發(fā)出紅光,由于氧分子是熒光探針的猝熄劑,氧分子可帶走能量,所以激發(fā)出的紅光的時間和強度與氧分子的濃度成反比。光學溶解氧傳感器通過測量受激發(fā)的紅光和參比光的相位差,并結(jié)合溫度補償后的3D標定數(shù)據(jù)模型,計算出氧分子濃度。





蛙視光學溶解氧測量儀:

? 光學溶解氧傳感,所有校準參數(shù)存儲在傳感器內(nèi)部,即插即用。
? 光學技術(shù),無需頻繁更換膜片,也不用補充電解質(zhì)溶液。
? 不需預熱,響應(yīng)速度快,最快15秒響應(yīng)(T90)。
? 無流速要求,測量過程不消耗氧氣。
? 改良的傳感膜,漂移小,易存儲,可在濕潤的環(huán)境中長期存儲。
? 擁有自主產(chǎn)權(quán)和穩(wěn)定關(guān)鍵器件供應(yīng)鏈,產(chǎn)品具有極高性價比。
? 光學溶解氧測量儀,RS485數(shù)字輸出,支持Modbus協(xié)議。
? SS316,POM,全鈦合金外殼,可選擇性多。



光學溶解氧傳感器

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大,尤其是沿海及內(nèi)地湖泊地區(qū),水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)興旺,水產(chǎn)養(yǎng)殖場隨處可見。在線式傳感器和光學溶解氧傳感器應(yīng)用于現(xiàn)代化的水產(chǎn)養(yǎng)殖,不用依靠人工,就解決水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測的問題。光學溶解氧測量儀是養(yǎng)殖朋友最常用的儀器之一。大大降低爆塘的風險。

不管是魚類、蚌類還是其它水產(chǎn)生物,都必須要有適合其生長的環(huán)境才能實現(xiàn)豐收。而水的環(huán)境條件是影響水產(chǎn)產(chǎn)量的重要原因之一。

例如:魚類只有在水中的溶氧量達到一定值后才能維持其生命活動,低氧對魚類的生活及生長十分不利。

當水中的溶氧量低1mg/L時,魚就會浮頭;

當水中溶氧量低于0.5mg/L時,魚就會窒息死亡;

適宜的溶氧量在5-5.5mg/L或更高。



過飽和的氧一般對魚類沒有什么危害,但飽和度很高時會使魚產(chǎn)生氣泡病。


光學溶解氧測量儀使用

因此,在水產(chǎn)養(yǎng)殖中進行溶氧的監(jiān)測,對水產(chǎn)養(yǎng)殖的過程是至關(guān)重要的。一款好的光學溶解氧測量儀也非常重要


水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)營者在尋找更好的方式來自動化測試光學溶解氧,pH值,硝酸鹽等參數(shù),使用PN:610114蛙視在線光學溶解氧傳感器組成的模塊化光學溶解氧測量儀,由電化學設(shè)備簡化了操作并降低了總運營成本。



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蛙視UV254 COD傳感器使用先進的深紫外UV LED冷光源,壽命長,漂移小。采用國際通用技術(shù),經(jīng)過驗證的、高精確的紫外光吸收方法。無需樣品預處理,反應(yīng)分析速度快,不需要任何試劑、無需取樣設(shè)備。傳感器有機械自清洗功能,采用550nm補償光源,可有效消除濁度和色度對測量帶來的影響。

uv254 cod電極

UV254 COD傳感器優(yōu)點

? 雙光路: 254nm 和 550nm,可有效消除濁度和色度影響。
? 紫外吸收法測定有機物(如COD TOC等),無需試劑,樣品無需消解處理。 
? 響應(yīng)速度快,最快10秒響應(yīng)(T90)。 
? 采用先進的冷光源 UV LED,壽命長,漂移小。采用濾光片加PD接收器,無耗材,壽命長,漂移小。 
? 標配自動清潔刷,可有效防止生物玷污。 ? 擁有自主產(chǎn)權(quán)和穩(wěn)定關(guān)鍵器件供應(yīng)鏈,產(chǎn)品具有極高性價比


cod測定儀

UV254 COD傳感器技術(shù)參數(shù)

蛙視的UV254 COD傳感器采用的是UV254吸收法,符合DIN38402,DIN38404和HJT191標準

? 測量范圍

6mm 光程 0.15~300mg/L equiv. KHP(COD 標液@25℃,<200NTU)
2mm 光程 0.5~1000mg/L equiv. KHP(COD 標液@25℃,<200NTU)
2mm 光程 1.5~1500mg/L equiv. KHP(COD 標液@25℃,<200NTU)




cod傳感器


分辨率:0.1mg/L 或 0.01mg/L COD

重復性:±1% FS equiv. KHP

使用電源:12V 20mA (正常),200mA (毛刷轉(zhuǎn)動時),2mA(休眠)

輸出:RS485,Modbus RTU協(xié)議

材料:鈦合金,316,POM,尼龍和石英玻璃

尺寸:長 280mm(不含線纜),外形 142x157mm(含保護罩,可選)

使用壽命:傳感器3年或以上,清潔刷系統(tǒng)18個月或以上


操作溫度范圍在0~45攝氏度之間,帶有自動清潔功能。質(zhì)保一年,毛刷除外。設(shè)備防水等級ip68,<10米。

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