溶解氧儀是如何工作的
點擊: 次 時間:2016-12-09 09:57
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、空氣流動和光合作用溶解于水中，通過呼吸和分解作用，溶解氧會在水中消耗，主要依靠空氣和光合作用進行補充。水中氧的含量主要取決于溫度。溫水的氧濃度要低于冷水。但溶氧含量過高對動植物會有害。
溶解氧儀可以用來測量現(xiàn)場或?qū)嶒炇覂?nèi)被測樣品水溶液內(nèi)的溶氧含量。由于溶解氧是水的質(zhì)量的主要指標之一，因此溶氧電極可廣泛用于各種場合下的溶氧含量的測量，尤其是養(yǎng)殖水、光合作用和呼吸作用及現(xiàn)場測量。在對溪水和湖水支持生物存活的能力進行評估時，要進行生化需氧量測試(BOD)在消耗氧氣的含有有機物的樣品水溶液變腐時對其進行測量并確定溶氧濃度和樣品水溶液溫度之間的關(guān)系。
溶解氧儀的測定原理：
溶解氧儀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(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。
溶氧儀實用的膜電極有兩種類型:極譜型(Polarography)和原電池型(Galvanic Cell)。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(yīng)。
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(yīng)產(chǎn)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(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(chǎn)品采用各自技術(shù)進行補償。
原電池型(Galvanic Cell):當外界氧分子透過薄膜進入電極內(nèi)相到達陰極的三相界面時，產(chǎn)生下式反應(yīng)。
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。
注：如需購買上述儀器，請致電13835188828（蔡經(jīng)理），來電有驚喜。
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溶解氧測定儀電極構(gòu)造是什么？
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溶解氧儀的測定原理：
溶解氧儀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(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。
溶氧儀實用的膜電極有兩種類型:極譜型(Polarography)和原電池型(Galvanic Cell)。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(yīng)。
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(yīng)產(chǎn)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(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(chǎn)品采用各自技術(shù)進行補償。
原電池型(Galvanic Cell):當外界氧分子透過薄膜進入電極內(nèi)相到達陰極的三相界面時，產(chǎn)生下式反應(yīng)。
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。
注：如需購買上述儀器，請致電13835188828（蔡經(jīng)理），來電有驚喜。
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