在线溶解氧分析仪(以下简称“溶解氧仪”)是工业过程控制(如污水处理、生物发酵、水产养殖等)中监测水体溶解氧(DO)浓度的核心设备，其测量准确性直接影响工艺控制效果与产品质量。本文系统梳理了溶解氧仪的校准原理、方法分类及操作要点，并从传感器维护、环境干扰控制、校准周期管理等方面提出准确性保障措施，旨在为行业提供科学、可操作的校准与维护方案。
引言
溶解氧是衡量水体氧化还原状态的关键指标，其浓度受温度、压力、盐度及生物活动等因素影响显著。在线溶解氧仪通过传感器(如电化学极谱法、光学荧光法)实时监测水体DO浓度，为工艺控制提供数据支持。然而，传感器长期处于复杂工况(如高污染、强腐蚀、温度波动)下，易出现漂移或失效，导致测量误差。因此，定期校准与准确性保障是溶解氧仪稳定运行的核心环节。
溶解氧仪校准方法
1. 校准原理
溶解氧仪的校准基于“两点校准法”或“单点校准法”，通过已知DO浓度的参考标准(如饱和空气水、零氧溶液)对传感器输出信号进行标定，修正传感器的基线偏移与灵敏度变化。校准的核心参数包括：
零氧校准：确定传感器在无氧条件下的输出基准值(通常为0 mg/L或0 μg/L)。
饱和氧校准：确定传感器在氧分压饱和状态下的输出值(与温度、压力相关)。
2. 校准方法分类及操作要点
(1)湿校准法(实验室或现场校准)
湿校准通过配制已知DO浓度的溶液作为参考标准，直接对传感器进行标定，是常用的校准方法。
零氧校准：
使用“零氧溶液”(如亚硫酸钠饱和溶液，化学消耗水中溶解氧至接近0 mg/L)或氮气饱和的去离子水(通过氮气吹脱去除溶解氧)。
操作步骤：将传感器浸入零氧溶液中，待读数稳定(通常需5-10分钟)后，手动输入“0 mg/L”或执行仪器自动校准功能。
注意事项：零氧溶液需现配现用(亚硫酸钠易氧化失效)，避免溶液接触空气导致DO残留；氮气吹脱需持续通气10分钟以上以确保氧去除。
饱和氧校准：
使用“空气饱和水”(将去离子水暴露于空气中，使DO达到当前温度、压力下的饱和值)或“湿饱和空气”(将传感器置于空气中，通过透气膜接触空气)。
操作步骤：
空气饱和水法：将去离子水在25℃下静置2小时以上(或搅拌加速氧溶解)，测量水温并查表获取饱和DO值(如25℃时饱和DO≈8.25 mg/L)，将传感器浸入水中，待读数稳定后输入该值。
湿饱和空气法：将传感器探头暴露于空气中(避免直接接触液体)，待读数稳定后输入当前温度下的饱和DO值(需通过温度补偿公式计算)。
注意事项：空气饱和水需避免污染(如容器需预先清洗并充氮保护)；湿饱和空气法需确保探头透气膜干燥无污损，避免交叉干扰。
(2)干校准法(仅适用于光学荧光法传感器)
光学荧光法传感器通过测量荧光物质的猝灭效应检测DO浓度，其校准可通过“无光响应”模拟零氧状态、“标准光响应”模拟饱和氧状态实现，无需实际溶液。
零氧校准：在传感器表面覆盖遮光罩(模拟无氧环境)，触发仪器内部零氧校准程序。
饱和氧校准：使用仪器内置的标准光信号(模拟空气饱和条件)或输入当前温度、压力下的理论饱和DO值。
注意事项：干校准需定期与湿校准结果比对(建议每月至少一次)，避免光学元件老化导致偏差。
(3)自动校准(智能仪器功能)
部分溶解氧仪支持“自动校准”功能，通过预设程序定时(如每周一次)或触发条件(如测量值波动超阈值)启动校准，结合温度、压力传感器数据自动计算饱和DO值。
优势：减少人工干预，提高校准一致性；
局限性：依赖传感器初始精度，需定期验证(如每月用湿校准法复核)。
3. 校准参数修正
校准过程中需同步修正以下参数：
温度补偿：DO溶解度随温度升高而降低(经验公式：DO饱和值≈14.62-0.405T-0.0069T²，T为℃)，仪器需内置温度传感器并实时补偿。
压力补偿：DO分压随海拔升高而降低(公式：DO饱和值=理论值×(大气压/101.3 kPa))，需输入当前大气压(可通过仪器内置气压计或手动输入)。
盐度补偿：高盐度水体中DO溶解度降低(经验公式：盐度每增加1 g/L，DO饱和值减少约0.02 mg/L)，需根据水质输入盐度值(如海水约35 g/L)。
准确性保障措施
1. 传感器维护与状态监测
定期清洗：传感器表面易附着生物膜、悬浮物或化学污染物(如污水处理中的污泥)，需根据工况制定清洗周期(通常每周至每月一次)。清洗方法：软毛刷轻刷透气膜(禁用硬物刮擦)，或用5%稀盐酸浸泡10分钟(针对无机污垢)，随后用去离子水冲洗。
膜组件更换：电化学极谱法传感器的透气膜(如聚四氟乙烯膜)需定期更换(通常每3-6个月)，光学法传感器的荧光帽(含荧光物质)需每6-12个月更换，避免老化导致响应延迟或灵敏度下降。
电极状态检查：定期测量传感器的“零氧偏移”与“饱和氧偏差”(如零氧校准后读数>0.2 mg/L或饱和氧校准偏差>5%)，若超限需重新校准或更换传感器。
2. 环境干扰控制
温度波动：安装温度稳定装置(如恒温套管)或选择带温度补偿功能的仪器，避免温度骤变导致DO测量漂移。
气泡干扰：传感器安装位置需避开流体湍流区(如管道弯头、泵出口)，避免气泡附着透气膜导致读数偏高；可采用“气泡陷阱”设计(如倾斜安装探头)。
电磁干扰：仪器需远离强电场/磁场源(如变频器、电焊机)，接地电阻<4Ω，信号线采用屏蔽电缆并单独穿管敷设。
3. 校准周期管理
常规校准：根据工况复杂度制定校准频率(如污水处理厂每日一次，实验室每月一次)。
验证校准：每月用“标准溶液法”或“比对法”(与便携式溶解氧仪同步测量)验证校准结果，若偏差>10%需立即重新校准。
强制校准：传感器更换、维修或长期停用后需重新校准；水质突变(如盐度从淡水切换至海水)需立即校准。
4. 数据管理与溯源
记录每次校准的参数(温度、压力、盐度)、标准溶液值及仪器读数，建立校准档案；
定期(如每季度)将仪器送至第三方计量机构进行检定，确保测量结果符合国家标准(如JJG 291-2018《溶解氧测定仪检定规程》)。
结论
在线溶解氧分析仪的校准是保障测量准确性的核心环节，需结合湿校准、干校准及自动校准方法，严格遵循操作规范；同时通过传感器维护、环境干扰控制及周期性验证，可显著降低测量误差。未来，随着智能传感器技术的发展(如自适应校准算法、多参数补偿模型)，溶解氧仪的校准效率与准确性将进一步提升，为工业过程控制提供更可靠的数据支撑。
