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微量氧分析儀的原理是什么?微量氧分析儀的原理詳解

閱讀:3448      發(fā)布時(shí)間:2016-8-9
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  微量氧分析儀是一種常用的分析儀器,,采用*密封的燃料池氧傳感器是當(dāng)前上先進(jìn)的測氧方法之一,,由高活性的氧電極和鉛電極構(gòu)成,浸沒在KOH溶液中,。微量氧分析儀的原理是什么呢?下面小編就來具體介紹一下,,希望可以幫助到大家。
  微量氧分析儀的原理
  微量氧的分析方法主要有比色法,、化學(xué)電池法,、黃磷發(fā)光法、濃差電池法和氣相色譜法,。其中比色法是較早采用的分析方法,,它是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法,利用銅氨溶液進(jìn)行比色分析,,由于操作復(fù)雜,,準(zhǔn)確度難以保證,并且不能實(shí)現(xiàn)自動在線分析,,現(xiàn)在已很少采用,,不過它還是一種仲裁方法。黃磷發(fā)光法是利用氧氣與黃磷氧化燃燒進(jìn)行分析,,具有分析速度快,,可以連續(xù)分析的特點(diǎn),但該方法采用的黃磷是危險(xiǎn)化學(xué)品,,生成的產(chǎn)物具有腐蝕性,,并且檢測限低,所以現(xiàn)在已很少采用,。在這里主要介紹化學(xué)電池法,、濃差電池法和氣相色譜法。1.化學(xué)電池法
   化學(xué)電池法的微量氧分析儀指的利用氧化還原電池的原理進(jìn)行微量氧分析,,它的傳感器(檢測器)是化學(xué)原電池,,主要由一個(gè)陰極,一個(gè)陽極和電解液組成,,以上部件密封于惰性的殼中,,被測氣體中的氧進(jìn)入電池中陰極附近O2得到電子,陽極由金屬鉛制成,,失去電子本身被氧化,電池產(chǎn)生的電子由電路引出然后進(jìn)行補(bǔ)償修正放大,即可測出被測氣體中的氧含量,。反應(yīng)式如下:

O2+2H2O+4e-→40H- 陰極

Pb+2OH-→pbo+H2O+2e 陽極

總反應(yīng)式2pb+O2→2pbO

因?qū)崿F(xiàn)方式的不同,,可分為原電池法、燃料電池法和赫茲電池法,。

2.濃差電池法

  濃差電池法也稱為氧化鋯電池法,,它是利用氧化鋯元件為檢測器的關(guān)鍵部件,以它為主體構(gòu)成測氧電池,,包括氧化鋯管及涂制在管底部的鉬電極和電極引線,,電極引線可將信號引出;加熱爐用于加熱氧化鋯管,使它恒定在設(shè)定溫度(780±10℃)上;標(biāo)氣管用于接通標(biāo)氣,,校準(zhǔn)探頭;熱電偶用于測量氧電池中的溫度,,接入變送器溫控系統(tǒng);接線板設(shè)有信號、熱電偶和加熱爐三對接線柱,,其它還有過濾器,、安裝法蘭和探頭外殼。如圖1所示,,在氧化鋯管底的內(nèi)外表面有兩個(gè)鉑電極,,即參比電極和測量電極,分別帶有兩根鉑引線,,構(gòu)成一個(gè)氧化鋯測氧電池,,即氧濃差電池,它在鉑電極的反應(yīng)原理是O2+4e→2O2- ;2O2-→O2+4e ,于是,兩電極間就形成了電位差,,組成了濃差電池(2),。
  氧化鋯濃差電池的主要缺點(diǎn)是還原性雜質(zhì)對微量氧的分析有影響。因?yàn)樵?00-800攝氏度的情況下,,還原性物質(zhì)可以與氧發(fā)生反應(yīng),,消耗氧使分析結(jié)果偏低,它的主要優(yōu)點(diǎn)是量程范圍寬,可覆蓋常量至微量的氧含量分析,,使用方便,,使用壽命長。

3.氣相色譜法

  氣相色譜法進(jìn)行微量氧分析的優(yōu)勢在于多種雜質(zhì)可以同時(shí)檢測,,因?yàn)榭辗謿怏w中的雜質(zhì)分離比較容易,,所以色譜柱系統(tǒng)的配置簡單。在進(jìn)行包含微量氧的多種雜質(zhì)檢測時(shí),,選擇色譜分析比較合適,。可以選擇的色譜檢測器主要有熱導(dǎo)檢測器,、電子捕獲檢測器,、氦離子化檢測器、氬離子化檢測器、放電離子化檢測器,、原子發(fā)射檢測器(AED)等,。
  色譜法進(jìn)行微量氧分析的缺點(diǎn)是無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的在線分析,就是所不能對微量氧進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,,需要間斷的檢測,,并且設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜,需要載氣,、輔助氣等,。

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