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、空氣動和光合作用溶解于水中??捎脕頊y量用來對氧含量會影響反應(yīng)速度、程效率或環(huán)境的程行監(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。
故障處理
使用譜式電時,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。
膜表面上不能留有何氣泡,否則它會將氣泡當(dāng)作氧飽和樣品行讀數(shù)。
即使使用的是帶有自動溫度補償?shù)膬x表,也要在接近樣品溶液的溫度下校正電。
電應(yīng)在空氣中校正,以空氣作為的飽和溶解氧標(biāo)準(zhǔn)點。
由于電對氧的消耗,探頭表面氧的濃度會瞬間降低,因此測量時要對溶液行攪拌,這很重要。
如膜已破損則要行更換。
測定原理
常見的溶氧儀多采用隔膜電作換能器,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。
溶氧儀實用的膜電有兩種類型:譜型(Polarography)和原電池型(Galvanic Cell)。譜型(Polarography):電中,由黃金(Au)環(huán)或鉑(Pt)金環(huán)作陰;銀-氯化銀(或汞-氯化亞汞)作陽。電解液為溶液。陰外表面覆蓋層透氧薄膜。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。陰陽兩電之間外加0.5~1.5伏的
化電壓。有的化電壓為0.7伏。當(dāng)溶解氧透過薄膜到達(dá)黃金陰表面,在電上發(fā)生如下反應(yīng)。
陰被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ
同時,陽被氧化: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)的擴散電
n-得失電子數(shù)
F-法拉常數(shù)(96500 庫侖)
A-陰表面積(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)品采用各自行補償。
原電池型(Galvanic Cell):當(dāng)外界氧分子透過薄膜入電內(nèi)相到達(dá)陰的三相界面時,產(chǎn)生下式反應(yīng)。
銀陰被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ
同時,鉛陽被氧化:2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O
即:氧在銀陰上被還原為氫氧根離子,并同時向外電路獲得電子;鉛陽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,便有信號電通過,其值與溶氧濃度成正比。