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微量溶氧仪工作原理详解,小白也能读得懂

点击次数:104次  发布时间:2021-01-20
   微量溶氧仪是测量溶解在水溶液内的氧气的含量,其一般采用隔膜电极作为换能器,将溶氧浓度(实际上是氧分压)转换成电信号,然后经过放大、调整(包括盐度、温度补偿),由模数转换显示。
  原理:
  微量溶氧仪的电解液为钾溶液。阴极外表面覆盖一层透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡胶等透气材料。阴阳两电极之间外加0.5~1.5伏的极化电压。有的极化电压为0.7伏。当溶解氧透过薄膜到达黄金阴极表面,在电极上发生如下反应:
  阴极被还原:O2+2H2O+4e→4OHˉ;同时,阳极被氧化:4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl;在正常情况下,上述还原-氧化反应产生的扩散电流i∞之值与溶氧浓度成正比。可用下式表示:
  i∞=nFA(Pm/L)Cs式中:i∞-稳定状态的扩散电流n-得失电子数;F-法拉第常数(96500库仑);A-阴极表面积(平方厘米);Pm-薄膜的渗透系数(厘米2/秒);L-薄膜的厚度(厘米);Cs-溶解氧浓度(ppm)。当电极结构和薄膜确定之后,式中A、Pm、L、n等均为常数。令K=nFA(Pm/L),则上式中:i∞=KCs。
  通过上述内容我们可以知道,微量溶氧仪只要能够测得扩散电流i∞,那么就可以测的溶解氧浓度。而为了消除温度、盐度和气压因素影响,个型号的产品采用各自技术进行补偿。原电池型(GalvanicCell):当外界氧分子透过薄膜进入电极内相到达阴极的三相界面时,产生下式反应:
  银阴极被还原:O2+2H2O+4e→4OHˉ同时,铅阳极被氧化:2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O即:氧在银阴极上被还原为氢氧根离子,并同时向外电路获得电子;铅阳极被氢氧化钾溶液腐蚀,生成铅酸氢钾,同时向外电路输出电子。接通外电路之后,就会有信号电流通过,其值与溶氧浓度成正比。
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