在生物發酵、水質監測、環境工程及食品飲料等眾多領域,溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)濃度是評估水體質量、控制生物過程及保障產品品質的關鍵指標。飯島電子(IIJIMA ELECTRONICS) 作為日本的電化學測量儀器制造商,其B-506S 溶解氧測量儀是一款集高精度、便攜性與智能化于一體的臺式溶解氧分析儀。該儀器采用先進的極譜式或原電池式溶解氧傳感器技術,結合自動溫度補償、鹽度補償及大氣壓補償功能,能夠快速、準確地測量水樣中的溶解氧含量,廣泛應用于實驗室、野外監測站及工業生產現場。
一、 產品概述與設計理念
B-506S 是一款臺式高精度溶解氧測量儀,其設計理念圍繞“快速響應、高穩定性、多補償機制"三大核心展開。與普通溶解氧儀不同,B-506S 針對不同應用場景提供了多種傳感器選型(如自攪拌型、流通型、浸入型),并通過先進的信號處理技術,有效抑制了電極極化電流漂移和溫度干擾,確保在低氧環境(如鍋爐給水、發酵液)及高鹽度水體(如海水、養殖水)中仍能獲得可靠數據。
該儀器采用微處理器控制與大尺寸LCD背光顯示屏,支持單點或兩點校準(空氣飽和水校準、零氧液校準),并內置實時時鐘與數據存儲功能,可自動記錄測量時間、數值及操作者信息,滿足GLP(良好實驗室規范)要求。其堅固的防水外殼(IP54等級)與便攜式設計,使其既適用于實驗室臺面操作,也可攜帶至現場進行快速檢測。
二、 技術參數
| 項目 | 規格參數 |
|---|---|
| 型號 | B-506S |
| 測量原理 | 極譜式(Clark型)或原電池式(需根據具體配置確認),通常為極譜式 |
| 測量范圍 | 溶解氧(DO):0.00 ~ 20.00 mg/L(或 0.0 ~ 200.0 % 飽和度) 溫度:0.0 ~ 50.0℃(自動補償范圍) 大氣壓:450 ~ 850 mmHg(自動輸入或手動設定) |
| 分辨率 | DO:0.01 mg/L 或 0.1% 飽和度 溫度:0.1℃ |
| 測量精度 | DO:±0.1 mg/L(≤ 5 mg/L)或 ±0.2 mg/L(5 ~ 20 mg/L) 溫度:±0.3℃ ※ 校準后,典型值 |
| 響應時間 | T90 ≤ 30 秒(從空氣中轉入水中,或濃度突變時) |
| 自動補償功能 | · 溫度補償:0 ~ 50℃,內置熱敏電阻自動補償 · 鹽度補償:0 ~ 40 ppt(千分之一,可手動設定或自動讀?。?br/>· 大氣壓補償:450 ~ 850 mmHg,自動或手動輸入 |
| 校準方式 | · 空氣飽和水校準:將電極置于水飽和空氣中(或純水曝氣至飽和) · 零點校準:使用零氧液(2% 亞溶液)或氮氣氛圍 · 多點校準:可選1點或2點(零點+滿度) |
| 數據存儲 | 內置存儲器可保存 99 組或 200 組測量數據(含時間、溫度、鹽度、大氣壓值) 具備數據回看功能 |
| 數據輸出 | RS-232C 串行接口(可連接電腦或微型打印機) 可選配 USB 轉接模塊 |
| 顯示 | 背光 LCD 液晶顯示屏(尺寸約 100×50 mm),同時顯示 DO(mg/L或%)、溫度、鹽度、大氣壓、時間、電池電量 |
| 操作界面 | 防水薄膜按鍵(5 或 7 鍵):電源、校準、模式切換、數據存儲、上/下選擇等 |
| 電源 | 內置可充電電池(鎳氫或鋰電池):連續工作約 100 小時(背光關閉) AC 100 ~ 240V,50/60Hz(附帶交流適配器,充電時間約 4-6 小時) |
| 工作環境 | 溫度:0 ~ 50℃ 濕度:≤ 85% RH(無結露) |
| 防護等級 | 主機:IP54(防塵防濺) 傳感器:IP67(可短時浸入水中) |
| 外形尺寸 | 約 寬180 × 高90 × 深210 mm(主機) |
| 重量 | 約 0.8 kg(含電池,不含傳感器及電纜) |
| 傳感器配置 | 標準配置: · 浸入型 DO 傳感器(電纜長度 3m 或 5m,帶不銹鋼保護套) · 膜組件(含膜套、電解質溶液、O型圈) 可選: · 自攪拌型 BOD 傳感器(用于 BOD 瓶測定) · 流通型傳感器(用于管道或反應器在線測量) · 微型傳感器(用于微量樣品,如 0.5 ml) |
| 電極壽命 | 膜組件:約 3 ~ 6 個月(視水質及維護頻率) 電極本體:數年(陽極可更換) |
| 標準附件 | · DO 傳感器 1 支(含 3m 電纜) · 備用膜組件 2 套 · 電解質溶液(50 ml) · 零氧劑)1 包 · 砂紙(用于拋光陰極) · 電源適配器 1 個 · 操作手冊 1 份 · 便攜箱 1 個(帶海綿內襯) |
| 可選附件 | · 流通池(用于低流量或封閉系統) · 延長電纜(最長 30m) · 溶解氧模擬器(用于儀器校驗) · 數據采集軟件(Windows 系統) |
注:上述參數為典型值,實際數據以飯島電子最新版規格書為準。不同銷售地區或批次可能有細微差異。
三、 結構與操作特性
B-506S 的主機采用堅固的防濺外殼,所有接口(傳感器接口、電源接口、RS-232接口)均配有防塵蓋。操作面板位于設備正面,按鍵布局簡潔,支持單手操作。LCD 顯示屏具有背光功能,在光線不足的環境下(如污水處理廠的地下泵房)仍可清晰讀數。
傳感器設計是 B-506S 的核心亮點。極譜式傳感器由金陰極(工作電極)、銀陽極(參比/對電極)及透氧膜組成。氧氣透過特氟龍(PTFE)或硅膠膜擴散至陰極表面,在約-0.7 V 極化電壓下被還原,產生與氧分壓成正比的擴散電流。為了防止膜表面污染和流體沖擊,傳感器通常配備可拆卸的保護套,保護套內部設有溫敏元件(熱敏電阻),實現自動溫度補償。
使用前,傳感器需注入新鮮電解質溶液(KCl 或 KOH 基液),并套上干凈的膜組件。極化過程需要約 10-30 分鐘(使用或斷電后重新極化)。儀器開機后,用戶可選擇進行空氣飽和水校準:將傳感器懸掛于盛有干凈水(約 500 ml)的燒杯上方(不接觸水面),或直接置于水飽和空氣中,待讀數穩定后按“Cal"鍵完成校準。零點校準則需將傳感器浸入零氧液中,等待 5-10 分鐘至讀數趨近于零。
在測量過程中,屏幕頂部顯示當前 DO 濃度(mg/L)和飽和度(%),底部顯示水溫、鹽度補償值、大氣壓及實時時鐘。用戶可通過按鍵切換測量模式、存儲數據或啟動連續記錄(如每分鐘自動記錄一次,最長 24 小時)。儀器還具有自動關機功能(可設定 5、10、30 分鐘無操作關機),以延長電池壽命。
四、 主要用途與應用領域
B-506S 憑借其高精度、多補償機制及便攜性,在以下領域得到廣泛應用:
1. 生物發酵與制藥行業
發酵過程監控:在微生物發酵(如抗生素、氨基酸、酶制劑)中,溶解氧是影響菌體生長和代謝產物的關鍵參數。B-506S 可用于采樣離線檢測,或通過流通池在線監測發酵罐內 DO 值,指導通氣量和攪拌速度的調節。
細胞培養:哺乳動物細胞、昆蟲細胞培養通常需要嚴格控制 DO 在 20-60% 飽和度,該儀器可快速驗證培養液中的氧含量,避免細胞缺氧或氧中毒。
2. 水質監測與環境保護
地表水及飲用水源監測:河流、湖泊、水庫中的 DO 直接指示水體自凈能力和富營養化程度。B-506S 適用于環保部門、水務集團的例行采樣檢測。
污水處理廠:曝氣池和好氧消化池中 DO 濃度需維持在 2 mg/L 以上以保證微生物活性。便攜式 B-506S 可幫助操作工在不同點位快速巡檢。
海水與咸水養殖:高鹽度水體需進行鹽度補償,B-506S 支持手動或自動鹽度輸入(0-40 ppt),可準確測量海水養殖池中的 DO,預防魚蝦缺氧浮頭。
3. 食品與飲料行業
啤酒、葡萄酒生產:發酵及灌裝過程中,DO 過高會導致產品氧化異味,縮短保質期。B-506S 可用于檢測發酵罐、清酒罐及瓶裝/罐裝成品的溶解氧含量。
果汁、茶飲料:溶解氧會加速維生素 C 氧化和褐變反應,因此需要控制脫氣工序后的 DO 水平。該儀器可用于在線或離線抽檢。
礦泉水、純凈水:包裝水的 DO 值需符合企業內部標準(通常低于 5 mg/L),B-506S 是灌裝線品控的常用工具。
4. 鍋爐水與電力行業
給水除氧監控:高壓鍋爐給水要求 DO ≤ 7 μg/L(甚至更低),以防止氧腐蝕。雖然 B-506S 常規量程為 0-20 mg/L,但通過使用高靈敏度傳感器和零液校準,可勉強測至 0.05 mg/L 級別。對于更低濃度,需采用熒光法或痕量溶解氧分析儀。
循環冷卻水:監測冷卻塔回水中的 DO,評估微生物生長風險。
5. 環境科學研究與教學
湖泊分層研究:在不同深度測量 DO 垂直分布,研究水體熱分層與缺氧區形成。
魚類呼吸代謝實驗:測量實驗缸中的 DO 消耗速率,評估魚類的耗氧率。
水生生態毒理試驗:測定污染物對藻類或微生物耗氧的影響。
6. 水產養殖與漁業
魚塘、蝦塘日常管理:高密度養殖需維持 DO 在 5 mg/L 以上,B-506S 幫助養殖戶定時監測,及時開啟增氧機。
活魚運輸:在運輸水箱中檢測 DO,防止魚類因缺氧死亡。
五、 與其他溶解氧測量儀的比較
| 項目 | B-506S(極譜式) | 熒光法 DO 計 | 原電池式 DO 計(簡易型) |
|---|---|---|---|
| 優點 | 成熟技術,穩定可靠,性價比高 | 無需極化,無膜更換,維護簡便 | 結構簡單,價格低 |
| 缺點 | 需定期更換膜和電解液,需極化時間(10-30 分鐘),對流速敏感 | 探頭昂貴,消耗品(熒光帽)有壽命 | 準確性較低,易受流速影響 |
| 適用場景 | 實驗室、野外常規 DO 測量,預算有限 | 長期在線監測,高要求場合 | 學生教學,定性判斷 |
六、 維護與使用要點
膜組件更換:當發現響應變慢(T90 > 60 秒)、斜率下降(空氣飽和水校準值低于 100% ± 15%)或膜破損時,需更換新膜。操作時避免觸摸膜表面(防止指紋污染)。
陰極拋光:每月或校準異常時,用附帶的砂紙輕輕打磨金陰極表面(約 10 秒),去除氧化層,然后用去離子水沖洗干凈。
電解液補充:每次換膜時需重新加注電解液至膜套內 3/4 容積,避免氣泡殘留在陰極表面。
傳感器儲存:短期(1-3 天)可將傳感器浸入純水中;長期(超過 1 周)應將膜套內電解液倒出,用清水沖洗后干燥存放,并斷開與主機的連接(防止極化電流消耗電池)。
避免干擾:不要在含有 H2S、SO2、Cl2 等還原性氣體或溶質的環境中使用,這些氣體會干擾傳感器或導致膜降解。
定期校準:建議每次測量前進行空氣飽和水校準(簡單)或每周進行一次完整的兩點校準(零 + 滿度)。記錄校準參數(斜率、零點電流),以判斷傳感器健康狀況。
總結
飯島電子 B-506S 溶解氧測量儀是一款集高精度、便攜性和多補償功能于一體的臺式溶解氧分析儀。它采用經典的極譜式(Clark 型)傳感器技術,提供 0~20 mg/L 的測量范圍,并具備自動溫度補償、鹽度補償及大氣壓補償功能,確保在淡水、海水及不同海拔地區的測量準確性。無論是用于生物發酵過程中的 DO 監控、環境水體的質量評價,還是食品飲料行業的溶解氧控制,B-506S 都能以其快速響應、穩定重現和簡便操作,成為實驗室及現場檢測人員的得力工具。其堅固的防水外殼、長續航電池以及豐富的數據管理功能,進一步提升了其在工業及科研領域的適用性。對于需要定期測量溶解氧的水處理廠、發酵車間、水產養殖場及環保監測站而言,B-506S 是一款性能可靠、性價比高的理想選擇。如需測量痕量溶解氧(< 0.1 mg/L),建議咨詢飯島電子更的 B-508 或熒光法產品線。
