E+H 溶解氧（DO）传感器校验方法全解析（实验室 + 现场实操）

E+H 溶解氧传感器（如 COS41-2F、OXY5400、LDO® 荧光法系列）的校验核心是 “消除传感器漂移、确保测量准确性”，需根据应用场景选择合适的校验方式 —— 实验室校准（精度高，适用于计量溯源）或现场校准（便捷性强，适用于工业在线维护）。以下是详细操作步骤、注意事项及故障处理，覆盖光学法（荧光法）和电化学法（极谱法）传感器。

一、校验前准备（通用步骤）

1. 核心工具与材料

2. 前提条件

• 传感器状态：清洁干燥（光学法需检查荧光帽无划痕、电化学法需确认膜片无破损、电解液无泄漏）；

• 环境要求：实验室校准需温度稳定（±1℃）、无强光直射；现场校准需避免曝气干扰、水流稳定；

• 设备就绪：变送器通电预热 30 分钟，传感器与变送器通信正常（无故障代码）。

二、核心校验方法（按优先级排序）

方法 1：实验室校准（推荐，精度最高）

适用于传感器首次使用、定期计量校准（如每 3-6 个月），或现场测量偏差较大时的溯源校准，支持两点校准（零氧 + 饱和氧） 和单点校准（仅饱和氧，适用于漂移较小场景）。

1. 第一步：传感器清洁（关键！避免污垢影响校准）

• 光学法（荧光法）传感器（如 OXY5400）：

1. 用软毛刷蘸蒸馏水轻轻擦拭荧光帽表面（避免刮伤涂层）；

2. 若有油污，用无水乙醇浸泡 5 分钟后，用蒸馏水冲洗干净，自然晾干；

3. 检查荧光帽是否有裂纹，若涂层脱落需更换（E+H 原厂备件）。

• 电化学法（极谱法）传感器（如 COS41-2F）：

1. 用蒸馏水冲洗膜片表面，软毛刷去除附着的生物膜、泥沙；

2. 若膜片老化（变硬、变色），直接更换膜片和电解液（E+H 原厂套件）；

3. 检查电极针是否氧化，若有黑斑用细砂纸轻轻打磨（注意力度，避免损坏电极）。

2. 第二步：零氧校准（校准下限，必做）

零氧校准需使用 “理论氧含量为 0 mg/L” 的标准环境，两种实现方式：

方式 A：使用 E+H 专用零氧标准液（推荐，稳定性强）

1. 将校准杯装满零氧标准液，放入磁力搅拌子，开启搅拌（转速 500-800 rpm，确保溶液均匀）；

2. 将传感器浸入标准液中（深度≥5cm，确保膜片 / 荧光帽完全浸没，无气泡附着）；

3. 等待传感器读数稳定（通常 5-10 分钟，读数波动≤±0.02 mg/L）；

4. 在变送器或 DeviceCare 软件中选择 “零氧校准”，输入标准液温度（自动温补需确保温度计精度 ±0.1℃）；

5. 校准完成后，设备显示 “校准成功”，记录校准时间和偏差值。

方式 B：自制亚硫酸钠零氧液（成本低，应急用）

1. 取 1L 蒸馏水，加入 5g 无水亚硫酸钠（Na₂SO₃），搅拌至完全溶解（浓度约 5%）；

2. 加入 0.1g 氯化钴（CoCl₂）作为催化剂，加速亚硫酸钠与氧反应（无催化剂时反应需 30 分钟以上）；

3. 密封校准杯，静置 15 分钟后开启搅拌，后续步骤同方式 A。

3. 第三步：饱和氧校准（校准上限，必做）

饱和氧校准基于 “空气与蒸馏水平衡后，氧含量已知” 的原理，需结合温度和气压计算标准值：

1. 取 1L 蒸馏水（或现场清洁水样），放入校准杯，开启磁力搅拌（转速 1000 rpm，确保水面与空气充分接触）；

2. 用温度计测量水温（精确到 0.1℃），用气压计测量环境气压（精确到 1 kPa）；

3. 计算饱和氧浓度（或通过 E+H 软件自动计算）：

• 公式（简化版）：饱和氧（mg/L）= 14.65 - 0.4102×T + 0.00799×T² - 0.0000777×T³（T 为水温，℃），再根据气压修正：修正后值 = 计算值 ×（实际气压 / 101.325 kPa）；

• 示例：水温 25℃，气压 101.3 kPa → 饱和氧约 8.2 mg/L；气压 95 kPa → 修正后约 7.7 mg/L。

4. 将传感器浸入饱和氧液中（无气泡附着），等待读数稳定（5-10 分钟）；

5. 在变送器或软件中选择 “饱和氧校准”，输入计算的标准值（或勾选 “自动计算”，需传感器支持气压补偿）；

6. 校准完成后，设备显示 “校准成功”，此时传感器测量值应与标准值偏差≤±0.1 mg/L。

方法 2：现场校准（便捷，适用于在线维护）

当实验室校准条件不具备时，可在现场进行 “空气校准”（仅适用于光学法传感器，电化学法需用饱和氧液），核心是利用空气中的氧（20.9%）作为标准：

操作步骤：

1. 关闭传感器安装处的曝气或搅拌，确保传感器周围无水流干扰；

2. 拆卸传感器，用蒸馏水冲洗表面，软布擦干（光学法需确保荧光帽无水滴）；

3. 将传感器垂直放置，荧光帽 / 膜片朝上，暴露在空气中（避免阳光直射、无油烟污染）；

4. 等待 5-10 分钟，让传感器与空气充分平衡（光学法响应更快）；

5. 在变送器中选择 “空气校准”，输入环境温度和气压（或自动读取）；

6. 校准完成后，传感器测量值应接近当前温度下的空气饱和氧值（如 25℃时约 20.9% O₂或 8.2 mg/L），偏差≤±0.2 mg/L。

注意：

• 现场空气有污染（如含油烟、CO₂浓度异常）时，不可用空气校准；

• 电化学法传感器现场校准需用饱和氧液，不可直接用空气（膜片需与液体接触才能正常工作）。

方法 3：标准气体校准（适用于气相或特殊工况）

针对气体中氧含量测量（如发酵罐、烟道气），或液体中氧含量极低 / 极高的场景，可使用已知氧含量的标准气体校准：

1. 准备标准气体（如 5% O₂、20.9% O₂，纯度≥99.9%），配备减压阀和气体流通池；

2. 将传感器安装在流通池上，通入标准气体（流量 500 mL/min），吹扫 10 分钟以排出残留气体；

3. 在软件中选择 “气体校准”，输入标准气体的氧含量（体积百分比）；

4. 等待读数稳定（3-5 分钟），完成校准，偏差需≤±0.2% O₂。

三、不同类型 E+H 传感器校准差异

关键差异点：

• 光学法传感器无需维护电解液，校准更便捷，现场空气校准即可满足精度要求；

• 电化学法传感器受电解液和膜片影响大，必须定期更换耗材后再校准，否则校准无效。

四、校准后验证与故障处理

1. 校准有效性验证

• 实验室验证：用另一份已知氧含量的标准液（如 5 mg/L）测试传感器，测量值与标准值偏差≤±0.1 mg/L 为合格；

• 现场验证：将传感器装回原位，与同位置的备用传感器对比，读数偏差≤±0.2 mg/L 为合格；

• 软件验证：通过 E+H DeviceCare 软件查看校准曲线，两点校准后曲线应线性良好（R²≥0.999）。

2. 常见校准故障及解决方案

五、关键注意事项

1. 校准周期：

• 工业污水、生物反应器等污染严重场景：1-3 个月校准 1 次；

• 清水、饮用水等清洁场景：3-6 个月校准 1 次；

• 传感器报警（如 “校准过期”“膜片污染”）时，需立即校准。

2. 标准物质要求：

• 优先使用 E+H 原厂标准液，确保溯源性；

• 自制零氧液需现配现用（有效期≤2 小时），避免亚硫酸钠氧化失效。

3. 传感器维护：

• 光学法：定期清洁荧光帽，避免用硬物刮擦；

• 电化学法：每次校准前更换电解液和膜片，长期停用需浸泡在蒸馏水中（避免膜片干燥）。

4. 参数记录：

• 每次校准需记录：校准日期、水温、气压、标准值、校准前偏差、校准后偏差、操作人员；

• 建立校准台账，便于追溯和故障分析。

5. 安全规范：

• 亚硫酸钠、氯化钴等化学试剂需佩戴手套、口罩操作，避免接触皮肤；

• 现场校准需关闭设备电源（或确保传感器断电拆卸），避免触电风险。

六、E+H 设备操作示例（以 OXY5400+CM442 为例）

1. 变送器校准操作：

1. 按下 CM442 变送器的 “Menu” 键，进入 “Calibration” 菜单；

2. 选择 “Oxygen Calibration”→“Two-Point Calibration”（两点校准）；

3. 先执行 “Zero Calibration”，按提示浸入零氧液，稳定后按下 “OK” 确认；

4. 再执行 “Saturated Calibration”，浸入饱和氧液，输入标准值后按下 “OK”；

5. 校准完成后，返回测量界面，查看测量值是否与标准值一致。

2. DeviceCare 软件校准操作：

1. 用数据线连接传感器 / 变送器与电脑，打开 DeviceCare 软件，建立通信；

2. 点击 “Calibration”→“Oxygen”，选择校准类型（两点 / 单点 / 空气校准）；

3. 按软件提示输入温度、气压、标准值，点击 “Start Calibration”；

4. 校准完成后，软件显示校准曲线和偏差值，点击 “Save” 保存参数。

总结

E+H 溶解氧传感器的校验核心是 “清洁→零氧校准→饱和氧校准”，实验室两点校准精度最高，现场空气校准最便捷，需根据传感器类型（光学 / 电化学）和场景选择合适方式。关键在于确保标准物质准确、传感器清洁、环境参数（温度 / 气压）精准，校准后偏差需控制在 ±0.1-0.2 mg/L 内，才能保证现场测量数据可靠。