一、为什么需要测量微量溶解氧？

• 危害模式（工业水处理）：​ 在火力发电厂锅炉给水或核电厂一回路水中，即使是几十 ppb 的溶解氧，在高温高压下也会与金属管壁发生电化学反应，导致严重的点蚀和应力腐蚀开裂。
• 控制模式（生物发酵）：​ 在生物制药或酿酒酵母发酵过程中，微生物需要氧气进行有氧呼吸。溶氧过低会抑制生长，过高则可能导致代谢途径改变。
• 环保模式（污水处理）：​ 活性污泥法需要维持一定的DO来保证好氧菌的活性。

二、核心技术原理：极谱法与荧光法

1. 电化学法（Clark 电极 / 极谱法）

• 结构：​ 探头内部包含一个金阴极和一个银阳极，中间填充有电解质溶液，外部覆盖一层透气膜（聚四氟乙烯或聚酯）。
• 原理：
  1. 水中的氧分子透过薄膜扩散进入电极内部。
  2. 在阴极表面，氧气被还原：$O^2+2H^{2}O+4e^{-}\to 4O{H}^{-}$。
  3. 这个氧化还原反应产生了一个与氧分压成正比的微弱电流。
  4. 仪器放大该电流信号并转换为溶解氧浓度。
• 特点：​ 灵敏度高，非常适合ppb级测量，但探头需要极化（预热），且电解液和膜片属于耗材。

2. 光学法（荧光猝灭法）

• 原理：​ 探头帽内含荧光物质。测量时，蓝光LED照射荧光层，激发其发出红光。当水中存在氧气时，荧光寿命会缩短（猝灭效应）。仪器通过测量荧光衰减的时间来计算溶解氧浓度。
• 特点：​ 无需消耗电解液、响应速度极快、不受水流流速影响。但在极低浓度（<10 ppb）下的长期稳定性略逊于顶级电化学法。

三、典型应用场景

四、选型与安装的关键考量

1. 量程下限：
   • 普通DO仪：0-20 ppm
   • 微量DO仪：0-200 ppb 或 0-20 ppm（可切换），务必确认其最低检测限能否达到 ppb 级。
2. 流速敏感性（仅限电化学法）：
   • 极谱法探头对水流速度非常敏感。在低流速或无流动状态下，探头表面的氧会被迅速消耗殆尽，导致读数偏低。
   • 解决方案：​ 必须配合恒速泵使用，或选择自带流量补偿算法的仪表。
3. 材质兼容性：
   • 测量超纯水时，探头外壳必须使用316L不锈钢或钛合金，严禁使用普通塑料（会析出有机物或吸附离子）。
4. 温度与压力补偿：
   • 溶解氧溶解度受温度和压力影响巨大。优质的分析仪必须具备自动温压补偿算法。