常見的溶氧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,再經放大、調整(包括鹽度、溫度補償),由模數(shù)轉換顯示。 溶氧儀實用的膜電極有兩種類型:極譜型和原電池型。極譜型: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:O2+2H2O+4e→4OHˉ同時,陽極被氧化:4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl 在正常情況下,上述還原-氧化反應產生的擴散電流i∞之值與溶氧濃度成正比。可用下式表示: 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,各型號產品采用各自技術進行補償。原電池型:當外界氧分子透過薄膜進入電極內相到達陰極的三相界面時,產生下式反應。銀陰極被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ 同時,鉛陽極被氧化:2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O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。 溶解氧儀分類 按便攜性分為:便攜式溶解氧儀,臺式溶解氧儀和筆式溶解氧儀。 按用途分為:實驗室用溶解氧儀,工業(yè)在線溶解氧儀等。 按先進程度分為:經濟型溶解氧儀,智能型溶解氧儀,型溶解氧儀或分為指針式溶解氧儀,數(shù)顯式溶解氧儀。 筆式溶解氧儀,一般制成單一量程,測量范圍狹,為專用簡便儀器。便攜式和臺式溶解氧儀測量范圍較廣,常用儀器,不同點是便攜式采用直流供電,可攜帶到現(xiàn)場。實驗室溶解氧儀測量范圍廣、功能多、測量精度高。 工業(yè)用溶解氧儀的特點是要求穩(wěn)定性好、工作可靠,有一定的測量精度、環(huán)境適應能力強、抗干擾能力強,具有模擬里量輸出、數(shù)字通訊、上下限報警和控制功能等。
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