便攜式溶解氧測(cè)定儀的原理

便攜式溶解氧測(cè)定儀的原理、電極的使用維護(hù)及使用注意事項(xiàng)溶解氧測(cè)定儀是測(cè)定水中溶解氧的裝置儀器，主要用于測(cè)定溶解在水中的氧氣濃度或飽和度。便攜型體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，廣泛用于與水質(zhì)分析相關(guān)的領(lǐng)域，例如教學(xué)、科研、化驗(yàn)室等。下面，大家就和賢集網(wǎng)小編一起來了解一下它的原理還有電極的維護(hù)與注意事項(xiàng)。便攜式溶解氧測(cè)定儀的原理:常見的溶解氧測(cè)定儀多采用隔膜電極作換能器，將溶氧濃度(實(shí)際上是氧分壓)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，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。測(cè)定溶解氧實(shí)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:O22H2O4e→4OHˉ;同時(shí)，陽極被氧化:4Clˉ4Ag-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?？捎孟率奖硎?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(cè)得擴(kuò)散電流i∞，即可測(cè)得溶解氧濃度。為消除溫度、鹽度和氣壓因素影響，各型號(hào)產(chǎn)品采用各自技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。原電池型(GalvanicCell):當(dāng)外界氧分子透過薄膜進(jìn)進(jìn)電極內(nèi)相到達(dá)陰極的三相界面時(shí)，產(chǎn)生下式反應(yīng)。銀陰極被還原:O22H2O4e→4OHˉ同時(shí)，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(shí)向外電路獲得電子;鉛陽極被氫氧化鉀溶液腐蝕，天生鉛酸氫鉀，同時(shí)向外電路輸出電子。接通外電路之后，便有信號(hào)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(kuò)散電流，通過測(cè)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(duì)電極，電極內(nèi)部電解液為氯化鉀，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(cè)得擴(kuò)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(gè)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(kuò)散電流，通過測(cè)定擴(kuò)散電流可得溶解氧濃度。溶解氧測(cè)定儀電極的使用維護(hù):1、儀器使用前先接上穩(wěn)壓電源和電池。2、新購(gòu)買的儀器或長(zhǎng)時(shí)間不用再啟用時(shí)，電極要加電解液(否則測(cè)不出溶解氧值)。3、把電極護(hù)套向后拉，插上氧電極，要確保插頭與插座接觸的完好(聽到一聲嗒)，通電極化5分鐘。4、零氧校準(zhǔn):將電極放入5%亞硫酸鈉溶液中，顯示值越接近零越好。空氣中滿度校準(zhǔn):顯示值在當(dāng)時(shí)溫度的對(duì)應(yīng)飽和溶解氧值。如果相差較大可反復(fù)二次校零氧和滿度校準(zhǔn)。儀器要定期校準(zhǔn)和更換電解液和膜，以保證測(cè)量準(zhǔn)確性。如果儀器經(jīng)常使用，建議10天校準(zhǔn)一次。安裝膜時(shí)要確保膜與黃金表面完全接觸否則會(huì)出現(xiàn)零氧下不去，或測(cè)量過程中數(shù)值不準(zhǔn)或不穩(wěn)。溶解氧電極長(zhǎng)期使用，特別是一直測(cè)定污水后，電極內(nèi)的銀極會(huì)發(fā)黑氧化，此時(shí)需經(jīng)常更換電解液和薄膜，清潔銀極表面和黃金表面。如果各項(xiàng)指標(biāo)不理想，應(yīng)考慮購(gòu)買新電極。7、溶解氧電極不用時(shí)可儲(chǔ)存于蒸餾水中。儀器長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)應(yīng)將電池取出。8、取樣測(cè)量時(shí)電極與溶液應(yīng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不可靜止(緩緩攪動(dòng))。溶解氧測(cè)定儀電極的使用注意事項(xiàng):1、使用極譜式電極時(shí)，校正或測(cè)量前要預(yù)熱至少15-30分鐘。2、為確保膜的電解液內(nèi)沒有氣泡，ASI膜帽在設(shè)計(jì)上要求在裝上膜頭時(shí)要排除掉所有液腔內(nèi)的空氣。3、膜表面上不能留有任何氣泡，否則它會(huì)將氣泡當(dāng)作氧飽和樣品進(jìn)行讀數(shù)。4、即使使用的是帶有自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)膬x表，也要在接近樣品溶液的