使用溶解氧儀極譜式電極時,校正或測量前要預熱至少15-30分鐘。為確保膜的電解液內沒有氣泡,ASI膜帽在設計上要求在裝上膜頭時要排除掉所有液腔內的空氣。膜表面上不能留有任何氣泡,否則它會將氣泡當作氧飽和樣品進行讀數。即使使用的是帶有自動溫度補償的溶解氧儀,也要在接近樣品溶液的溫度下校正電極。電極應在空氣中校正,以空氣作為飽和溶解氧標準點。由于電極對氧的消耗,探頭表面氧的濃度會瞬間降低,因此測量時要對溶液進行攪拌,這很重要。如膜已破損則要進行更換。
溶解氧儀測定原理
常見的溶解氧儀多采用隔膜電極作換能器,將溶氧濃度(實際上是氧分壓)轉換成電信號,再經放大、調整(包括鹽度、溫度補償),由模數轉換顯示。溶解氧儀實用的膜電極有兩種類型:極譜型和原電池型。極譜型:電極中,由黃金(Au)環或鉑(Pt)金環作陰極;銀-氯化銀(或汞-氯化亞汞)作陽極。電解液為氯化鉀溶液。陰極外表面覆蓋一層透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡膠等透氣材料。陰陽兩電極之間外加0.5~1.5伏的
極化電壓。有的極化電壓為0.7伏。當溶解氧透過薄膜到達黃金陰極表面,在電極上發生如下反應。
陰極被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ
同時,陽極被氧化:4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl
在正常情況下,上述還原-氧化反應產生的擴散電流i∞之值與溶氧濃度成正比。可用下式表示:i∞=nFA(Pm/L)Cs式中:i∞-穩定狀態的擴散電流,n-得失電子數,F-法拉第常數(96500庫侖),A-陰極表面積(平方厘米),Pm-薄膜的滲透系數(厘米2/秒),L-薄膜的厚度(厘米),Cs-溶解氧濃度(ppm)。當電極結構和薄膜確定之后,式中A、Pm、L、n等均為常數。令K=nFA(Pm/L),則上式中:i∞=KCs。
因此可見,只要測得擴散電流i∞,即可測得溶解氧濃度。為解決溫度、鹽度和氣壓因素影響,各型號產品采用各自技術進行補償。
原電池型(GalvanicCell):當外界氧分子透過薄膜進入電極內相到達陰極的三相界面時,產生下式反應。
銀陰極被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ
同時,鉛陽極被氧化:2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O
即:氧在銀陰極上被還原為氫氧根離子,并同時向外電路獲得電子;鉛陽極被氫氧化鉀溶液腐蝕,生成鉛酸氫鉀,同時向外電路輸出電子。接通外電路之后,便有信號電流通過,其值與溶氧濃度成正比。
溶解氧儀分類
◆按便攜性分為:便攜式溶解氧儀,臺式溶解氧儀和筆式溶解氧儀。
◆按用途分為:實驗室用溶解氧儀,工業在線溶解氧儀等。
◆按先進程度分為:經濟型溶解氧儀,智能型溶解氧儀,精密型溶解氧儀或分為指針式溶解氧儀,數顯式溶解氧儀。
◆筆式溶解氧儀,一般制成單一量程,測量范圍狹,為簡便儀器。
便攜式和臺式溶解氧儀測量范圍較廣,常用儀器,不同點是便攜式采用直流供電,可攜帶到現場。實驗室溶解氧儀測量范圍廣、功能多、測量精度高。工業用溶解氧儀的特點是要求穩定性好、工作可靠,有測量精度、環境適應能力強、抗干擾能力強,具有模擬里量輸出、數字通訊、上下限報警和控制功能等。
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