溶解氧传感器

一、用途

溶解氧传感器主要用于测量水中溶解氧气的含量。在很多领域，水中溶解氧的含量都是一个非常重要的指标。比如在水产养殖中，合适的溶解氧含量能保证鱼虾等水生生物的正常生长和生存，如果溶解氧含量过低，水生生物可能会缺氧死亡；在污水处理中，监测溶解氧含量有助于控制污水处理过程，确保微生物在合适的溶解氧环境下分解有机物；在环境监测方面，可以通过测量河流、湖泊等水体中的溶解氧含量来评估水质状况。

二、常见分类

1. 极谱式溶解氧传感器

它是利用电极之间的氧化还原反应来测量溶解氧的含量。工作时，氧分子在阴极被还原，产生电流，电流的大小与溶解氧的浓度成正比。这种传感器价格相对较低，应用比较广泛，但需要定期更换电解液和膜。

2. 荧光法溶解氧传感器

基于荧光物质与氧分子的相互作用来测量溶解氧。当荧光物质受到激发光照射时会发出荧光，而氧分子会猝灭荧光，通过测量荧光的衰减程度来计算溶解氧的含量。荧光法传感器无需更换电解液和膜，维护简单，测量精度高，响应速度快。

三、技术原理

极谱式溶解氧传感器原理

它有一个阴极和一个阳极，通常阴极是贵金属（如金或铂），阳极是银。传感器浸入水中后，氧分子通过透气膜扩散到阴极表面，在阴极上发生还原反应，得到电子，产生电流。这个电流的大小与溶解氧的浓度成正比，通过测量电流值就可以计算出水中溶解氧的含量。

荧光法溶解氧传感器原理

传感器内部有一个发光二极管发出特定波长的光，照射到荧光物质上，荧光物质被激发发出荧光。当水中有溶解氧存在时，氧分子会与荧光物质相互作用，使荧光发生猝灭。传感器通过检测荧光的寿命或强度变化，利用特定的算法计算出溶解氧的含量。

四、应用场景

1. 水产养殖

在水产养殖池塘中安装溶解氧传感器，可以实时监测水中溶解氧的含量。将传感器接入ThingsCloud物联网平台，平台可以采集到传感器的数据。养殖户可以通过手机或电脑查看池塘中溶解氧的实时数据。当溶解氧含量低于设定的阈值时，平台会发出告警通知，提醒养殖户及时采取增氧措施，如开启增氧机。还可以设置定时控制，在每天特定的时间段开启增氧机，保证池塘中有充足的溶解氧。此外，当溶解氧含量过低触发告警时，还可以实现智能联动，自动开启增氧设备。

2. 污水处理

在污水处理厂的曝气池中安装溶解氧传感器，监测曝气过程中溶解氧的变化。传感器接入ThingsCloud平台后，平台实时采集数据。工作人员可以根据采集到的数据调整曝气设备的运行参数，确保微生物在合适的溶解氧环境下分解有机物。当溶解氧含量异常时，平台发出告警通知，提醒工作人员及时处理。同时，可以根据溶解氧的实时数据实现智能联动，自动调节曝气设备的功率。

3. 环境监测

在河流、湖泊等自然水体中布置溶解氧传感器，将数据上传到ThingsCloud平台。环保部门可以通过平台实时掌握水体的溶解氧状况，评估水质。如果某个监测点的溶解氧含量持续异常，平台会发出告警，以便及时采取措施进行治理。

五、使用举例

假设我们在一个水产养殖池塘中使用荧光法溶解氧传感器。首先，将传感器安装在合适的位置，确保传感器能够准确测量水中的溶解氧。然后，通过串口或网络接口将传感器接入ThingsCloud物联网平台。在平台上进行设备配置，设置采集数据的频率，例如每隔5分钟采集一次数据。 接着，设置溶解氧的阈值，比如将下限阈值设置为5mg/L。当平台采集到的溶解氧数据低于5mg/L时，平台会立即通过短信、APP消息等方式向养殖户发送告警通知。 养殖户还可以在平台上设置定时控制，例如每天早上8点到10点开启增氧机。同时，为了实现智能联动，当溶解氧低于阈值时，平台可以向增氧机的控制器发送指令，自动开启增氧机，提高水中的溶解氧含量。