儀器特點溶解氧儀是測量溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的含量,。氧氣通過周圍的空氣、空氣流動和光合作用溶解于水中,。
通過呼吸和分解作用,,溶解氧會在水中消耗,主要依靠空氣和光合作用進(jìn)行補(bǔ)充,。水中氧的含量主要取決于溫度,。溫水的氧濃度要低于冷水。但溶氧含量過高對動植物會有害,。
溶氧電極可以用來測量現(xiàn)場或?qū)嶒炇覂?nèi)被測樣品水溶液內(nèi)的溶氧含量,。由于溶解氧是水的質(zhì)量的主要指標(biāo)之一,因此溶氧電極可廣泛用于各種場合下的溶氧含量的測量,,尤其是養(yǎng)殖水,、光合作用和呼吸作用及現(xiàn)場測量。在對溪水和湖水支持生物存活的能力進(jìn)行評估時,,要進(jìn)行生化需氧量測試(BOD)在消耗氧氣的含有有機(jī)物的樣品水溶液變腐時對其進(jìn)行測量并確定溶氧濃度和樣品水溶液溫度之間的關(guān)系,。
BDO-200A型中文在線溶氧儀是高智能化在線連續(xù)監(jiān)測儀??梢耘錁O譜式電極,,自動實現(xiàn)從ppb級到ppm級的寬范圍測量,是檢測鍋爐給水,、凝結(jié)水,、環(huán)保污水等行業(yè)的液體中氧含量測量的儀器。溶氧電極用一薄膜將鉑陰極,,銀陽極,,以及電解質(zhì)與外界隔開,一般情況下陰極幾乎是和這層膜直接接觸的,。氧以和其分壓成正比的比率透過膜擴(kuò)散,,氧分壓越大,透過膜的氧就越多,。當(dāng)溶解氧不斷地透過膜滲入腔體,,在陰極上還原而產(chǎn)生電流,此電流在儀表上顯示出來,。由于此電流和溶氧濃度直接成正比,,因此校正儀表只需將測得的電流轉(zhuǎn)換為濃度單位即可。
溶氧濃度通常用mg/L(每升水的溶氧量)或ppm(百萬分之幾),。有些儀表將計算出的氧含量和觀察到的濃度進(jìn)行比較得出飽和度百分比(O2% sat.)
確定溶氧有兩種方式,,極譜式和原電池式,。極譜式電極需儀表輸入一電壓對電極進(jìn)行
極化。由于外加電壓可能要15分鐘才能穩(wěn)定,,因此極譜式電極使用前通常要進(jìn)行預(yù)熱確保電極能妥當(dāng)極化,。原電池式的兩個極由兩種不同的能自發(fā)極化產(chǎn)生電壓的金屬構(gòu)成。由于原電池式的電壓是自發(fā)產(chǎn)生而不是外界提供的,,因此原電池式電極使用時無需極譜式電極極化所需的“預(yù)熱”,。
環(huán)境影響編輯
適當(dāng)?shù)娜苎鯇玫乃|(zhì)是*的,所有的生命形態(tài)都需要氧,。天然的溪水凈化過程要求有恰當(dāng)?shù)难鹾抗┙o有氧生命形態(tài),。如水中的氧含量低于5.0mg/L,水生物生存就有困難,,濃度越低越困難,。如氧含量低于1-2mg/L并持續(xù)幾小時將導(dǎo)致水生物大批死亡。
應(yīng)用場合編輯
溶氧電極可用來測量用來對氧含量會影響反應(yīng)速度,、流程效率或環(huán)境的流程進(jìn)行監(jiān)控:如水產(chǎn)養(yǎng)殖,、生物反應(yīng)、環(huán)境測試(湖,、溪,、海洋)、水/廢水處理,、葡萄酒生產(chǎn),。
溫度補(bǔ)償編輯
對標(biāo)準(zhǔn)溶氧測量說,溫度影響到氧的溶解度和擴(kuò)散速度,,因此必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償,。
溶解鹽的存在限制了可溶解于水的氧的含量。氧的濃度和分壓之間的關(guān)系隨著每份樣品溶液鹽度的不同而變化,,因此多數(shù)的儀表制造商提供人工調(diào)節(jié)鹽度來修正由離子濃度不同而造成的變化,。
生化需氧量編輯
BOD 測試一般用于污水處理廠,水處理廠需要知道微生物分解有機(jī)物質(zhì)時從水中消耗的氧的量,,這點很重要,。該測試可使水處理廠確定水處理的效力或仍然存在的污染量。通過測量特定培養(yǎng)期起始及終止時溶解于樣品內(nèi)的氧的含量可以確定廢水,、排出液和污水的相對需氧量,。可通過測出時間1的溶氧(T1),,減去時間2的溶氧(T2),;將該數(shù)值乘以zui終樣品體積(VF)并除以zui初樣品體積(V)來計算出BOD,。
BOD (mg/L) = (T1 – T2)VF/V
使用極譜式電極時,,校正或測量前要預(yù)熱至少15-30分鐘。
為確保膜的電解液內(nèi)沒有氣泡,,ASI膜帽在設(shè)計上要求在裝上膜頭時要排除掉所有液腔內(nèi)的空氣,。
膜表面上不能留有任何氣泡,否則它會將氣泡當(dāng)作氧飽和樣品進(jìn)行讀數(shù),。
即使使用的是帶有自動溫度補(bǔ)償?shù)膬x表,,也要在接近樣品溶液的溫度下校正電極。
電極應(yīng)在空氣中校正,,以空氣作為100%的飽和溶解氧標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行攪拌,,這很重要,。
如膜已破損則要進(jìn)行更換,。
常見的溶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(zhuǎn)換成電信號,,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,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,。可用下式表示:
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,,只要測得擴(kuò)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(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,,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。
溶解氧儀分類編輯
◆按便攜性分為:便攜式,,臺式和筆式,。
◆按用途分為:實驗室用,工業(yè)在線等,。
◆按先進(jìn)程度分為:經(jīng)濟(jì)型,,智能型,精密型或分為指針式,,數(shù)顯式,。
◆筆式,一般制成單一量程,測量范圍狹,,為簡便儀器,。
便攜式和臺式測量范圍較廣,常用儀器,,不同點是便攜式采用直流供電,,可攜帶到現(xiàn)場,。實驗室測量范圍廣,、功能多、測量精度高,。
工業(yè)用的特點是要求穩(wěn)定性好,、工作可靠,有一定的測量精度,、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),、抗干擾能力強(qiáng),具有模擬里量輸出,、數(shù)字通訊,、上下限報警和控制功能等。