易蕭信息科技有限公司生產的溶解氧測定儀的工作原理、使用與維護、注意事項和標定方法
來源:上海易蕭信息科技有限公司
2012年07月28日 14:45
摘要:溶解氧測定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。本文講述了溶氧儀的工作原理,使用及其維護以及溶解氧測定儀的標定方法,供大家了解。
一、溶解氧測定儀的工作原理
溶解氧測定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。測定溶解氧實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??捎孟率奖硎荆?br />
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(GalvanicCell):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。
二、溶解氧測定儀的使用與維護
1.儀器使用前先接上穩(wěn)壓電源和電池。
2.新購買的儀器或長時間不用再啟用時,電極要加電解液(否則測不出溶解氧值)。
3.把電極護套向后拉,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:將電極放入5%亞硫酸鈉溶液中,顯示值越接近零越好??諝庵袧M度校準:顯示值在當時溫度的對應飽和溶解氧值。如果相差較大可反復二次校零氧和滿度校準。
5.儀器要定期校準和更換電解液和膜,以保證測量準確性。如果儀器經常使用,建議10天校準一次。安裝膜時要確保膜與黃金表面*接觸否則會出現(xiàn)零氧下不去,或測量過程中數(shù)值不準或不穩(wěn)。
6.溶解氧電極長期使用,特別是一直測定污水后,電極內的銀極會發(fā)黑氧化,此時需經常更換電解液和薄膜,清潔銀極表面和黃金表面。如果各項指標不理想,應考慮購買新電極。
7.溶解氧電極不用時可儲存于蒸餾水中。儀器長時間不用時應將電池取出。
8.取樣測量時電極與溶液應相對運動,不可靜止(緩緩攪動)。
三、溶解氧測定儀的注意事項
1.使用極譜式電極時,校正或測量前要預熱至少15-30分鐘。
2.為確保膜的電解液內沒有氣泡,ASI膜帽在設計上要求在裝上膜頭時要排除掉所有液腔內的空氣。
3.膜表面上不能留有任何氣泡,否則它會將氣泡當作氧飽和樣品進行讀數(shù)。
4.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極。
5.電極應在空氣中校正,以空氣作為的飽和溶解氧標準點。
6.由于電極對氧的消耗,探頭表面氧的濃度會瞬間降低,因此測量時要對溶液進行攪拌,這很重要。
7.如膜已破損則要進行更換。
四、溶解氧測定儀的標定方法
溶解氧測定儀一般可采用標準液標定或現(xiàn)場取樣標定。
?。?)溶解氧測定儀標準溶液標定法:標準溶液標定一般采用兩點標定,即零點標定和量程標定。零點標定溶液可采用2%的Na2SO3溶液。量程標定溶液可根據(jù)儀表測量量程選擇4M的KCl溶液(2mg/L);50%的甲醇溶液(21.9mg/L)。
(2)溶解氧測定儀現(xiàn)場取樣標定法(Winkler法):在溶解氧測定儀實際使用中,多采用Winkler方法對溶解氧測定儀進行現(xiàn)場標定。使用該方法時存在兩種情況:取樣時儀表讀數(shù)為M1,化驗分析值為A,對儀表進行標定時儀表讀數(shù)仍為M1,這時只須調整儀表讀數(shù)等于A即可;取樣時儀表讀數(shù)為M1,化驗分析值為A,對儀表進行標定時儀表讀數(shù)改變?yōu)镸2,這時就不能將調整儀表讀數(shù)等于A,而應將儀表讀數(shù)調整為1MA×M2。
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