測(cè)氧儀技術(shù)全解：工作原理、分類(lèi)、應(yīng)用及選型指南

一、什么是測(cè)氧儀？

測(cè)氧儀是一種用于檢測(cè)氣體或液體中氧氣濃度的分析儀器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制、生物制藥、食品包裝、環(huán)保監(jiān)測(cè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域。依據(jù)測(cè)量介質(zhì)，測(cè)氧儀主要分為 氣體氧檢測(cè)儀 和 溶解氧測(cè)量?jī)x。

根據(jù)測(cè)量原理的不同，測(cè)氧儀又分為**電化學(xué)式（電極法）與光學(xué)式（熒光淬滅法）**兩大類(lèi)。

二、測(cè)氧儀的工作原理

1. 電化學(xué)測(cè)氧儀（Clark 電極）

電化學(xué)氧傳感器通常由陽(yáng)極、陰極和電解液組成，工作時(shí)氧分子通過(guò)滲透膜擴(kuò)散到電極表面，在電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生微電流，該電流大小與氧濃度成正比。

優(yōu)點(diǎn)：

• 響應(yīng)靈敏

• 成本低

缺點(diǎn)：

• 電解液需定期更換

• 傳感膜易受污染

• 有氧消耗，易干擾微環(huán)境

2. 光學(xué)測(cè)氧儀（熒光淬滅）

光學(xué)測(cè)氧儀通過(guò)發(fā)射激發(fā)光照射到傳感膜中的熒光染料，氧分子會(huì)“淬滅"熒光，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度或壽命下降。通過(guò)檢測(cè)熒光壽命變化即可計(jì)算氧濃度。

優(yōu)點(diǎn)：

• 無(wú)氧消耗

• 免維護(hù)、壽命長(zhǎng)

• 不受流速和壓力影響

• 適用于極低濃度（Trace）測(cè)量

缺點(diǎn)：

• 初始成本相對(duì)較高

三、測(cè)氧儀的分類(lèi)與選型建議

四、測(cè)氧儀的應(yīng)用領(lǐng)域

1. 生物制藥與發(fā)酵工程
   控制培養(yǎng)環(huán)境中的氧含量對(duì)細(xì)胞增殖與代謝具有關(guān)鍵影響。

2. 食品與飲料包裝
   檢測(cè)殘氧可避免氧化反應(yīng)，延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期（特別是 MAP 氣調(diào)包裝）。

3. 工業(yè)氣體與化工過(guò)程控制
   包括氮封、保護(hù)氣氛、脫氧控制等對(duì)氧含量要求較高的系統(tǒng)。

4. 水質(zhì)與環(huán)保監(jiān)測(cè)
   在污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖等場(chǎng)景中，溶解氧濃度直接影響水體生態(tài)。

五、選購(gòu)測(cè)氧儀時(shí)的關(guān)鍵參數(shù)

• 測(cè)量范圍與精度：需匹配實(shí)際應(yīng)用濃度要求，Trace 應(yīng)用須關(guān)注檢測(cè)下限

• 響應(yīng)時(shí)間 t??：動(dòng)態(tài)過(guò)程中響應(yīng)速度越快越好

• 溫度/壓力補(bǔ)償功能：提升測(cè)量準(zhǔn)確性

• 通信協(xié)議：是否支持 Modbus、RS485、4–20?mA，便于系統(tǒng)集成

• 可清洗與滅菌能力：食品、生物等行業(yè)需支持 SIP / CIP

• 長(zhǎng)期穩(wěn)定性與維護(hù)周期：決定使用成本與維護(hù)頻率

六、未來(lái)趨勢(shì)與技術(shù)升級(jí)

隨著光學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展，測(cè)氧儀正在向高精度、低維護(hù)、智能化、便攜式方向演進(jìn)。尤其是在生物過(guò)程、微流控、可穿戴醫(yī)療等場(chǎng)景，光學(xué)微型氧傳感器（如 PreSens IMP 系列）已成為很多客戶(hù)的首要選擇。

在選擇測(cè)氧儀時(shí)，建議結(jié)合實(shí)際測(cè)量需求、安裝條件與集成方式進(jìn)行定制化選型。