溶解氧传感器校准过程氧浓度调节方法优化研究
2022-07-08廖丹宁郑旻辉于培松陈家旺
海洋技术学报 2022年3期
廖丹宁,郑旻辉,*,于培松,陈家旺
(1.自然资源部第二海洋研究所 自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室,浙江 杭州 310012;2.浙江大学海洋学院,浙江 舟山 316021)
溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)是最重要的海洋环境监测参数之一。相比于传统的碘量滴定方法,基于Clalk 电极法和荧光猝灭原理的溶解氧传感器能够原位在线测定水体氧含量,可大幅提高海洋生态环境监测效率[1]。在长期使用过程中,溶解氧传感器会发生不同程度的数据漂移,需要定期对其进行校准[2-4]。近年来,国内外学者在基于Stern-Volmer 方程的传感器校准模型构建[3,5-6]、利用亨利系数修正温盐的影响并用于海水溶解氧平衡浓度的计算[7]、传感器校准控制装置及氧浓度调节方法研究[1-2,8-9]、基于空气氧含量参比的传感器现场自校准方法[10-11]等方面都已取得了一些进展。总体而言,传感器校准主要包括校准环境营造和基准值获取两个方面。当前,溶解氧传感器校准普遍采用碘量法作为基准值,但业界在校准环境营造方面尚未有统一认识。
水体氧浓度的调节控制是校准环境营造的重要一环,在很大程度上可直接决定校准方法的效率和校准结果的精密度。现有地水体氧浓度调节方法可分为以下几种类型:①投加强还原剂降低氧浓度:通过投加亚硫酸钠药剂可快速去除水体中的溶解氧,这一方式在工业上被广泛应用[12-14];②预先制备不同浓度梯度的溶解氧溶液:往无氧水中通入不同体积的高纯度氧气或饱和空气,或在氧饱和水中通入不同体积的氮气或加入不同质量的亚硫酸钠固体,形成系列浓度梯度的溶液[8,15-16];……
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