溶解氧儀的測(cè)定原理詳解
溶解氧儀是一種常用的檢測(cè)儀器,，可用來測(cè)量用來對(duì)氧含量會(huì)影響反應(yīng)速度,、流程效率或環(huán)境的流程進(jìn)行監(jiān)控，被廣泛用于多個(gè)行業(yè)中,。今天我們就來具體介紹一下溶解氧儀的測(cè)定原理,，希望可以幫助用戶更好的應(yīng)用產(chǎn)品。
常見的溶氧儀多采用隔膜電極作換能器,，將溶氧濃度(實(shí)際上是氧分壓)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),，再經(jīng)放大、調(diào)整(包括鹽度,、溫度補(bǔ)償),，由模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示。
溶氧儀實(shí)用的膜電極有兩種類型:極譜型(Polarography)和原電池型(Galvanic Cell),。極譜型(Polarography):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(dāng)溶解氧透過薄膜到達(dá)黃金陰極表面,，在電極上發(fā)生如下反應(yīng)。
陰極被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ
同時(shí),，陽極被氧化:4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl
在正常情況下,，上述還原-氧化反應(yīng)產(chǎn)生的擴(kuò)散電流i∞之值與溶氧濃度成正比?？捎孟率奖硎?
i∞=nFA(Pm/L)Cs
式中:i∞-穩(wěn)定狀態(tài)的擴(kuò)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(dāng)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(cè)得擴(kuò)散電流i∞,，即可測(cè)得溶解氧濃度,。為消除溫度、鹽度和氣壓因素影響,，各型號(hào)產(chǎn)品采用各自技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,。
原電池型(Galvanic Cell):當(dāng)外界氧分子透過薄膜進(jìn)入電極內(nèi)相到達(dá)陰極的三相界面時(shí)，產(chǎn)生下式反應(yīng),。
銀陰極被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ
同時(shí),，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(shí)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(shí)向外電路輸出電子。接通外電路之后,，便有信號(hào)電流通過,，其值與溶氧濃度成正比。
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