鍋爐水微量溶解氧分析儀的測量原理是基于電化學中極譜法(又稱Clark電極法),,是鍋爐水微量溶解氧分析中應用廣的測量分析技術,其核心基于氧分子在電極表面的電化學反應,,通過測量擴散電流來推算溶解氧濃度,。以下是其原理的詳細說明:
一、核心組件與結構
DOT-5000W型極譜法傳感器由以下關鍵部件構成:
透氣膜:通常為聚四氟乙烯(PTFE)或聚乙烯(PE)材料,,允許氧氣分子選擇性透過,阻擋水和雜質,。
陰極(工作電極):鉑(Pt)或金(Au)制成,,用于氧分子的還原反應。
陽極(對電極):銀/氯化銀(Ag/AgCl)或銀材質,,參與氧化反應,。
電解液:常用(KCl)或氫氧化鉀(KOH)溶液,,提供離子導電環(huán)境。
極化電壓源:施加恒定電壓(0.5-0.8V),,驅動電極反應,。
二、工作原理與反應過程
氧氣擴散:水中的溶解氧透過透氣膜進入電解液,,擴散至陰極表面,。
電化學反應:
• 陰極還原反應:O2+2H2O+4e?→4OH?
氧分子在陰極被還原為氫氧根離子,產(chǎn)生電子流,。
• 陽極氧化反應:4Ag+4Cl?→4AgCl+4e?
銀陽極被氧化為氯化銀,,釋放電子維持電流回路。擴散電流與濃度關系:
在極化電壓穩(wěn)定且氧分子充分擴散的條件下,,電流強度(I)與溶解氧濃度(C)成正比,公式為:
I=K?C?(Pm/L)
其中,,K 為電極常數(shù),,Pm 為膜滲透系數(shù),,L 為膜厚度。
三,、關鍵技術特點
極化電壓控制:
需施加約600~800mV的極化電壓(相對于標準氫電極),,確保陰極充分還原氧分子,并進入“擴散平臺區(qū)”(電流僅與氧濃度相關),。溫度與鹽度補償:
• 溫度:內置熱敏電阻(NTC)實時修正溫度對氧溶解度(亨利定律)及擴散速率的影響。• 鹽度:通過人工輸入鹽度參數(shù)或自動修正,,消除離子濃度對氧分壓的影響,。
動態(tài)流動要求:
需保證水流經(jīng)電極表面,避免局部氧耗盡導致測量誤差,。
四,、適用場景與局限性
優(yōu)勢:
• 高靈敏度:可檢測低至0.1μg/L的微量氧,適合鍋爐水(要求<50μg/L)等高精度場景,。• 響應快速:典型響應時間≤30秒,。
局限性:
• 維護要求高:需定期更換電解液、透氣膜(約3-6個月),,并清潔電極表面污染物(如硫化物),。• 干擾因素:H?S、Cl?等氣體會腐蝕電極或干擾反應,,需預處理水樣,。
五,、校準與維護
校準方法:
• 零點校準:使用無氧水(如氮氣飽和水)。
• 滿量程校準:空氣中校準(氧飽和度100%,,需考慮海拔修正),。
綜上所述,極譜法通過精準控制電化學反應和擴散過程,,實現(xiàn)了鍋爐水微量溶解氧的高靈敏度檢測,,但其后期維護和環(huán)境敏感性需在實際應用中重點關注,上海玄天DOT-5000W型鍋爐水微量溶解氧分析儀可以應用于火力發(fā)電廠與工業(yè)鍋爐系統(tǒng),、半導體與電子制造業(yè)以及化工與冶金行業(yè)中。
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