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溶解氧測定儀基本工作原理
閱讀：5377 發(fā)布時間：2018-7-18溶解氧測定儀基本工作原理
一,、溶解氧測定儀簡介概述
溶解氧測定儀是測定水中溶解氧的裝置,。廣泛用于水產(chǎn)養(yǎng)殖場、自來水廠,、污水處理,、環(huán)境保護監(jiān)測及科研院所等領(lǐng)域水中溶解氧的測定。一般由主機和氧電極兩部分組成,。氧電極由兩個與支持電解質(zhì)相接觸的金屬電極及選擇性薄膜組成,。
溶解氧測定儀工作原理是氧透過隔膜被工作電極還原,，產(chǎn)生與氧濃度成正比的擴散電流，通過測量此電流,，得到水中溶解氧的濃度,。根據(jù)濃度不同，隔膜電極分為極譜式和原電池式兩種類型,。極譜式隔膜電極以銀-氯化銀作為對電極,，電極內(nèi)部電解液為鉀，電極外部為厚度25-50μm的聚乙烯和聚四氟乙烯薄膜,，薄膜擋住了電極內(nèi)外液體交流,，使水中溶解氧滲入電極內(nèi)部，兩電極間的電壓控制在0.5-0.8V,，通過外部電路測得擴散電流可知溶解氧濃度,。原電池式用銀作陽電極，鉛作陰電極,。陽電極和銀電極浸入氫氧化鉀電解池中,，形成兩個半電池，外層同樣用薄膜封住,。溶解氧在陽極被還原,，產(chǎn)生擴散電流，通過測定擴散電流可得溶解氧濃度,。
二,、溶解氧測定儀的工作原理
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,。測定溶解氧測定儀實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(yīng)。
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(yīng)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?/span>
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(shù)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(yīng),。
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,。
以上就是溶解氧測定儀基本工作原理的全部內(nèi)容