溶存酸素計のご紹介

溶存酸素とは、水に溶解している酸素の量を指し、通常はDOで記録され、水1リットルあたりの酸素ミリグラム数（mg/Lまたはppm）で表されます。一部の有機化合物は好気性細菌の作用で分解され、水中の溶存酸素が消費されます。そのため、溶存酸素は時間内に補充されません。水域内の嫌気性細菌は急速に増殖し、有機物は腐敗して水域を黒く変色させます。悪臭が発生します。水中の溶存酸素量は、水域の自己浄化能力を測る指標です。水中の溶存酸素が消費されてから元の状態に戻るまでにかかる時間は、水域の自己浄化能力が強いか、水域の汚染が深刻ではないことを示しています。そうでない場合は、水域が深刻に汚染されているか、自己浄化能力が弱いか、あるいは自己浄化能力が失われていることを意味します。これは、空気中の酸素分圧、大気圧、水温、水質と密接に関連しています。

1.養殖：水産物の呼吸需要を確保するために、酸素含有量のリアルタイム監視、自動警報、自動酸素供給などの機能

2.天然水域の水質監視：水域の汚染度と自己浄化能力を検出し、水域の富栄養化などの生物学的汚染を防止します。

3. 下水処理、制御指標：嫌気槽、好気槽、曝気槽などの指標を使用して、水処理効果を制御します。

4. 工業用水供給パイプラインにおける金属材料の腐食抑制：一般的に、ppb（ug/L）レベルのセンサーを用いてパイプライン内の酸素濃度をゼロにすることで錆の発生を抑制します。発電所やボイラー設備などでよく使用されます。

現在、市場で最も一般的に使用されている溶存酸素計には、膜法と蛍光法という2つの測定原理があります。では、この2つの違いは何でしょうか？

1. 膜法（ポーラログラフィー法、定圧法とも呼ばれる）

膜法は電気化学原理を利用しています。半透膜を用いて白金陰極、銀陽極、電解液を外部から分離します。通常、陰極はこの膜とほぼ直接接触しています。酸素は膜を透過し、その分圧に比例した割合で拡散します。酸素分圧が高いほど、膜を通過する酸素量が多くなります。溶存酸素が膜を透過して空洞内に浸透し続けると、陰極上で還元され、電流が発生します。この電流は溶存酸素濃度に正比例します。メーター部では、測定された電流を増幅処理して濃度単位に変換します。

2. 蛍光

蛍光プローブには青色光を発する光源が内蔵されており、蛍光層を照射します。蛍光物質は励起されると赤色光を発します。酸素分子はエネルギーを奪う（消光効果）ため、励起赤色光の時間と強度は酸素分子と相関関係にあり、濃度は反比例します。励起赤色光と基準光の位相差を測定し、内部校正値と比較することで、酸素分子の濃度を算出できます。測定中に酸素が消費されることはなく、データは安定しており、性能は信頼性が高く、干渉もありません。

使用方法から皆さんのために分析してみましょう。

1. ポーラログラフ電極を使用する場合は、校正または測定の前に少なくとも 15 ～ 30 分間ウォームアップしてください。
2. 電極による酸素の消費により、プローブ表面の酸素濃度は瞬時に低下するため、測定中は溶液を撹拌することが重要です。つまり、酸素を消費しながら酸素含有量を測定するため、系統的な誤差が生じます。
3. 電気化学反応の進行に伴い、電解液濃度は常に消費されるため、濃度を維持するために定期的に電解液を補充する必要があります。膜の電解液に気泡が入らないようにするため、膜ヘッドエアを取り付ける際には、すべての液室を取り外す必要があります。
4. 各電解液を追加した後、新しいサイクルの校正操作（通常は無酸素水中のゼロ点校正と空気中のスロープ校正）が必要であり、その後、自動温度補償機能付きの機器を使用している場合でも、サンプル溶液の温度に近い温度で電極を校正する方がよいでしょう。
5. 測定プロセス中は半透膜の表面に気泡が残らないようにしてください。気泡が残っていると、酸素飽和サンプルとして読み取られてしまいます。曝気槽での使用は推奨されません。
6. 製造工程上、メンブレンヘッドは比較的薄く、特に特定の腐食性媒体では貫通しやすく、寿命も短いため、消耗品です。メンブレンが損傷した場合は交換が必要です。

まとめると、膜方式は精度誤差が偏りやすく、メンテナンス周期が短く、操作が面倒です！
蛍光法はどうでしょうか？物理的原理により、測定プロセスでは酸素は触媒としてのみ使用されるため、測定プロセスは基本的に外部干渉を受けません！高精度でメンテナンスフリー、そして高品質なプローブは、設置後1～2年間は基本的に放置されます。蛍光法には本当に欠点がないのでしょうか？もちろん欠点はあります！