溶存酸素測定に影響を与える要因
酸素の溶解度は、温度、圧力、水に溶けている塩によって決まります。 さらに、酸素は膜を通過するよりも溶液を通過する方が速く拡散します。 流量が遅すぎると干渉の原因となります。
1. 温度の影響 温度が変化すると、膜の拡散係数と酸素の溶解度が変化し、溶存酸素電極の電流出力に直接影響します。 温度の影響を排除するためにサーミスタがよく使用されます。 温度が上昇すると拡散係数は増加しますが、代わりに溶解度は減少します。 溶解度係数 a に対する温度の影響はヘンリーの法則に従って推定でき、膜拡散係数に対する温度の影響はアレニウスの法則に従って推定できます。
(1) 酸素の溶解係数: 溶解係数 a は温度だけでなく、溶液の組成にも影響されるためです。 同じ酸素分圧下でも、成分が異なれば実際の酸素濃度も異なる場合があります。 ヘンリーの法則によれば、酸素濃度はその分圧に比例することがわかります。 希薄溶液の場合、温度が変化したときの溶解係数 a の変化は約 2 パーセント/度です。
(2) 膜の拡散係数：アレニウスの法則によれば、溶解係数と温度 T の関係は C=KPo2・exp(- /T) となります。ここで、K と Po2 は次のように仮定されます。定数の場合、25 度で 2.3 パーセント/度であると計算できます。 溶解係数αを計算した後、機器の指示と実験室分析値を比較することで膜の拡散係数を計算することができます（計算過程はここでは省略します）。 膜の拡散係数は 25 度で 1.5 パーセント/度です。
2. 大気圧の影響 ヘンリーの法則によれば、気体の溶解度はその分圧に比例します。 酸素分圧はその地域の標高に関係します。 高原地域と平地地域の差は 20% に達する場合があり、使用前に現地の大気圧に応じて補正する必要があります。 一部の機器には気圧計が内蔵されており、校正中に自動的に補正できます。 一部の機器には気圧計が装備されていないため、校正中に地元の気象観測所から提供されるデータに従って設定する必要があります。 データが間違っていると、大きな測定誤差が生じます。
3. 溶液中の塩分濃度 塩水中の溶存酸素は水道水中の溶存酸素よりも大幅に低くなります。 正確に測定するには、溶存酸素に対する塩分含有量の影響を考慮する必要があります。 一定温度の条件下では、塩分濃度が 100mg/L 増加するごとに溶存酸素は約 1% 減少します。 校正時に塩分濃度の低い溶液を使用していても、実際に測定される溶液の塩分濃度が高い場合にも誤差が生じます。 実際の使用では、正確な測定と正しい補正のために、測定媒体の塩分含有量を分析する必要があります。
4. サンプルの流速 膜を通る酸素の拡散はサンプルを通るものよりも遅いため、電極膜が溶液と完全に接触していることを確認する必要があります。 フロースルー検出法の場合、溶液中の酸素がフローセル内に拡散し、メンブレンに近い溶液中の酸素が失われ、拡散干渉が発生して測定に影響を及ぼします。 正確に測定するには、拡散によって失われた酸素を補うために膜を通過する溶液の流量を増やす必要があり、サンプルの最小流量は 0.3m/s です。
