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每日一學:便攜式溶解氧測定儀的工作原理

來源：蘇州賽力威儀器設備有限公司   2021年08月23日 10:34  
 溶解氧測定儀是測定水中溶解氧的裝置儀器,，主要用于測定溶解在水中的氧氣濃度或飽和度。便攜型體積小,、結構簡單、使用方便,，廣泛用于與水質分析相關的領域,，例如教學、科研,、化驗室等,。
　　便攜式溶解氧測定儀的工作原理
　　常見的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)轉換顯示,。測定溶解氧使用的膜電極有兩種類型：極譜型（Polarography）和原電池型(GalvanicCell),。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lu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：O22H2O4e→4OHˉ,；同時，陽極被氧化：4Clˉ4Ag-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?/div>
　　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）,。當電極結構和薄膜確定之后,，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(GalvanicCell)：當外界氧分子透過薄膜進進電極內(nèi)相到達陰極的三相界面時,，產(chǎn)生下式反應。
　　陰極被還原：O22H2O4e→4OHˉ同時,，鉛陽極被氧化：2Pb2KOH4OHˉ-4e→2KHPbO22H2O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。
　　其工作原理主要就是通過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)部電解液為氯化jia,，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。

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