一、什么是測氧儀?
測氧儀是一種用于檢測氣體或液體中氧氣濃度的分析儀器,廣泛應用于工業過程控制、生物制藥、食品包裝、環保監測、水產養殖等領域。依據測量介質,測氧儀主要分為 氣體氧檢測儀 和 溶解氧測量儀。
根據測量原理的不同,測氧儀又分為**電化學式(電極法)與光學式(熒光淬滅法)**兩大類。
二、測氧儀的工作原理
1. 電化學測氧儀(Clark 電極)
電化學氧傳感器通常由陽極、陰極和電解液組成,工作時氧分子通過滲透膜擴散到電極表面,在電化學反應中產生微電流,該電流大小與氧濃度成正比。
優點:
響應靈敏
成本低
缺點:
電解液需定期更換
傳感膜易受污染
有氧消耗,易干擾微環境
2. 光學測氧儀(熒光淬滅)
光學測氧儀通過發射激發光照射到傳感膜中的熒光染料,氧分子會“淬滅”熒光,導致熒光強度或壽命下降。通過檢測熒光壽命變化即可計算氧濃度。
優點:
無氧消耗
免維護、壽命長
不受流速和壓力影響
適用于極低濃度(Trace)測量
缺點:
初始成本相對較高
三、測氧儀的分類與選型建議
類型 | 測量對象 | 推薦場景 | 測量范圍(常見) |
---|---|---|---|
溶解氧測氧儀 | 水體、培養液等 | 生物發酵、水產養殖、環保監測 | 0 – 20 mg/L |
氣體測氧儀 | 空氣、保護氣體等 | 食品包裝、工業氣氛、實驗室 | 0 – 100% O?,ppmv 級別 |
Trace 測氧儀 | 微量氧(ppb 級) | 惰性氣體監控、低氧反應系統 | 0 – 10% 或 0 – 200 ppmv O? |
四、測氧儀的應用領域
生物制藥與發酵工程
控制培養環境中的氧含量對細胞增殖與代謝具有關鍵影響。食品與飲料包裝
檢測殘氧可避免氧化反應,延長產品保質期(特別是 MAP 氣調包裝)。工業氣體與化工過程控制
包括氮封、保護氣氛、脫氧控制等對氧含量要求較高的系統。水質與環保監測
在污水處理、水產養殖等場景中,溶解氧濃度直接影響水體生態。
五、選購測氧儀時的關鍵參數
測量范圍與精度:需匹配實際應用濃度要求,Trace 應用須關注檢測下限
響應時間 t??:動態過程中響應速度越快越好
溫度/壓力補償功能:提升測量準確性
通信協議:是否支持 Modbus、RS485、4–20?mA,便于系統集成
可清洗與滅菌能力:食品、生物等行業需支持 SIP / CIP
長期穩定性與維護周期:決定使用成本與維護頻率
六、未來趨勢與技術升級
隨著光學傳感技術的發展,測氧儀正在向高精度、低維護、智能化、便攜式方向演進。尤其是在生物過程、微流控、可穿戴醫療等場景,光學微型氧傳感器(如 PreSens IMP 系列)已成為很多客戶的首要選擇。
在選擇測氧儀時,建議結合實際測量需求、安裝條件與集成方式進行定制化選型。
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