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溶解氧測定儀的工作原理

更新時間:2022-12-26 點擊量:1344
  溶解氧測定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(zhuǎn)換成電信號,再經(jīng)放大、調(diào)整(包括鹽度、溫度補償) ,由模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示。測定溶解氧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(huán)或鉑(Pt)金環(huán)作陰極;銀-氯化銀(或汞-氯化亞汞)作陽極。電解液為化鉀溶液。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(fā)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(chǎn)生的擴散電流 i∞之值與溶氧濃度成正比??捎孟率奖硎荆?br /> 
  i∞=nFA(Pm/L)Cs 式中:i∞-穩(wěn)定狀態(tài)的擴散電流 n-得失電子數(shù) ;F-法拉第常數(shù)(96500庫侖) ;A-陰極表面積(平方厘米);Pm-薄膜的滲透系數(shù)(厘米 2/秒) ;L-薄膜的厚度(厘米) ;Cs-溶解氧濃度(ppm) 。當電極結(jié)構(gòu)和薄膜確定之后,式中 A、Pm、L、n等均為常數(shù)。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。為消除溫度、鹽度和氣壓因素影響,各型號產(chǎn)品采用各自技術進行補償。原電池型(Galvanic Cell):當外界氧分子透過薄膜進入電極內(nèi)相到達陰極的三相界面時,產(chǎn)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。