分析儀表溶氧

1、溶解氧分析儀表,?,目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的溶解氧分析儀表的測(cè)量,原理屬于電化學(xué)法中的極譜分析法。極譜法分,為控制電位極譜法和控制電流極譜法兩大類。,在控制電位極譜法中，電極電位是被控制的激,發(fā)信號(hào)，電流是被測(cè)定的響應(yīng)信號(hào)；在控制電,流極譜法中，電流是被控制的激發(fā)信號(hào)，電極,電位是被測(cè)定的響應(yīng)信號(hào)。,5.1,溶解氧分析儀表的基本原理,?,溶解氧的測(cè)量方法是向電極施加一定的極化電,壓，使溶解氧在電極表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在,測(cè)量電路中產(chǎn)生電流，通過測(cè)量電流大小達(dá)到,確定溶解氧濃度的目的，也稱為電流式分析儀,表，是控制電位極譜法的原理,。,5.1,溶解氧分析儀表的基本原理,?,極譜溶氧儀主要由陽極、陰極

2、、堿性電解液、,透氧膜組成。當(dāng)溶液中有氧存在時(shí)，透過膜的,氧量與水中溶解氧濃度成正比，氧在電極上起,去極化作用，是去極化劑，所產(chǎn)生的去極化電,流與氧含量成正比。因此通過測(cè)定去極化電流,的大小，就能定量地測(cè)定被測(cè)溶液的含氧量,。,5.1,溶解氧分析儀表的基本原理,極譜法溶氧測(cè)定儀根據(jù)傳感器的原理不同可,分為擴(kuò)散型傳感器和平衡型傳感器兩種類型。,?,擴(kuò)散型傳感器需定期更換膜片和電解液。,?,平衡型的電極不需要更換膜片和電解液，使用,壽命大約一年，直接更換電極,。,5.2,測(cè)量傳感器及原理,5.2.1,擴(kuò)散型傳感器,?,電極組成,?,陽極：銀電極或鉛電極?，F(xiàn),普遍采用銀電極。,?,陰極：金電極或鉑電

3、極。,?,電解液：,KCl+KOH,或,KBr,+KOH,（,Polymetron,廠家采,用,KBr+KOH,，,Orbisphere,廠家采用,KCl+KOH,）。,?,透氧膜：聚四氟乙烯膜,。,5.2,測(cè)量傳感器及原理,5.2.1,擴(kuò)散型傳感器,?,電極反應(yīng),?,陽極,氧化反應(yīng)：,4Ag+4Cl,-,-,4e = 4AgCl,或,4Ag+4Br,-,-,4e = 4AgBr,?,陰極,還原反應(yīng)：,O,2,+ 2H,2,O + 4e = 4OH,-,銀電極（陽極）由于氧化而消耗，因此，它,的面積要比金電極大得多。,5.2.2,平衡型傳感器,?,平衡型傳感器一般由三電極組成，其中陽極和,陰極

4、均由貴金屬鉑或金制成，另外還有一支參,比電極，同樣有電解液和透氧膜（膜材料與擴(kuò),散型不同）。氧通過參比電極測(cè)量陰極相對(duì)于,參比電極的電位，并通過自動(dòng)調(diào)節(jié)槽壓以達(dá)到,維持陰極的電極電位保持恒定，從而保證陰極,表面溶解氧的還原反應(yīng)受擴(kuò)散控制。由于陽極,也是貴金屬，不可能發(fā)生金屬的氧化反應(yīng)，只,能發(fā)生水的氧化反應(yīng)，生成氧和氫離子并釋放,出電子,。,5.2.2,平衡型傳感器,?,電極反應(yīng)：,?,陰極,還原反應(yīng)：,O,2,+4H,+,+4e=2H,2,O,?,陽極,氧化反應(yīng)：,2H,2,O=O,2,+4H,+,+4e,由上述反應(yīng)可以看出，平衡型溶解氧測(cè)量傳感器在,測(cè)量過程中陰極消耗的氧等于陽極產(chǎn)生的氧，

5、傳感器不,消耗水樣中的氧。因此，測(cè)量過程中只有膜內(nèi)溶液中溶,解氧濃度與水樣濃度存在差異時(shí)，溶解氧從濃度高的一,側(cè)擴(kuò)散到另一側(cè)，直到膜兩邊氧濃度達(dá)到平衡。而氧通,過膜的擴(kuò)散速度與測(cè)量的溶解氧濃度無關(guān)，這與擴(kuò)散型,溶解氧測(cè)量傳感器完全不同。平衡型傳感器測(cè)量精度與,水樣流速基本無關(guān),。,5.3,影響測(cè)量的因素及使用中的問題,?,溫度和大氣壓對(duì)氧的測(cè)量均有影響，但大部,分氧表只有自動(dòng)溫度補(bǔ)償，而沒有自動(dòng)氣壓,補(bǔ)償，只能在菜單中設(shè)置一個(gè)固定的氣壓值。,?,硅橡膠管和乳膠管都不能用于連接水樣到測(cè),量電極，因?yàn)樗鼈兙哂型笟庑?，將?huì)吸入氧,氣，引起誤差。,5.3,影響測(cè)量的因素及使用中的問題,?,若測(cè)量值偏大

6、，無法降至正確的范圍，一般,有兩個(gè)原因。一個(gè)是水樣流路有可能存在小,泄漏，當(dāng)漏點(diǎn)很小時(shí)，水壓不足以往外噴水，,反而產(chǎn)生“文丘里”現(xiàn)象，吸入空氣。另一,個(gè)是有可能電極接頭的絕緣部位受潮或受污,染，產(chǎn)生漏電流，增加了讀數(shù)?？捎脽o水酒,精清洗并吹干各絕緣部位。,?,對(duì)于擴(kuò)散型電極的溶氧儀，流量要按說明書,要求調(diào)節(jié)并保持穩(wěn)定。不同的膜，對(duì)流量的,要求不同。,5.3,影響測(cè)量的因素及使用中的問題,?,對(duì)于擴(kuò)散型傳感器電極，由于銀電極是犧牲陽,極，有氯化銀或溴化銀生成，需要定期更換電,解液和透氧膜，理論上最長(zhǎng)可一年更換一次膜，,但實(shí)際上無法做到，與水樣的污染程度和是否,經(jīng)常暴露于空氣中等等有關(guān)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際

7、情況,決定，一般,3,至,6,個(gè)月?lián)Q一次,。,?,當(dāng)銀電極發(fā)黑老化時(shí)，可用,10,氨水浸泡清洗，,是否老化，從電極校準(zhǔn)結(jié)果的斜率系數(shù)上可以,看出，系數(shù)太小或校準(zhǔn)不成功既是老化。,5.3,影響測(cè)量的因素及使用中的問題,?,使用中水樣斷水或停機(jī)，都要保證電極泡在水,中，不能使膜處于干態(tài)，否則啟用時(shí)還要重新,添加電解液和裝膜。,?,對(duì)于平衡式電極，應(yīng)盡量減少暴露在空氣中的,時(shí)間，一般認(rèn)為應(yīng)在幾分鐘以內(nèi)，以免電極失,效。當(dāng)氣溫很低時(shí)，如北方的冬天，還可能電,極從流通池取出后因溫度驟降使膜破裂。,5.4,溶氧儀的校準(zhǔn)及應(yīng)注意事項(xiàng),5.4.1,斜率校準(zhǔn),?,空氣校準(zhǔn)法,大部分溶氧表的斜率校準(zhǔn)采用空氣校準(zhǔn)法

8、。校,準(zhǔn)時(shí)按說明書操作。但要注意：,?,校準(zhǔn)過程中，探頭應(yīng)置于濕度飽和的不流動(dòng),空氣中，可在杯子里裝少量水，將探頭套在,杯中但不接觸水，有利于讀數(shù)迅速穩(wěn)定和校,準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。,5.4.1,斜率校準(zhǔn),?,校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)等待溫度讀數(shù)穩(wěn)定后再按確認(rèn)。特,別是,ABB,溶氧表，溫度檢測(cè)探頭不在電極頭,部而設(shè)在流通池里，應(yīng)讓溫度探頭迅速與空,氣等溫，并讓電極與溫度探頭置于同等空間。,?,具有自動(dòng)氣壓補(bǔ)償?shù)娜苎醣?，還應(yīng)先校準(zhǔn)氣,壓測(cè)量值。如,Orbisphere,的便攜溶氧表，可,連接電腦進(jìn)行氣壓校準(zhǔn)。,5.4.1,斜率校準(zhǔn),?,法拉第校準(zhǔn)法,法拉第校準(zhǔn)法是電解水樣產(chǎn)生的氧氣，直,接疊加在原有的氧量上，是添加校準(zhǔn)法（兩點(diǎn)添,加法）。根據(jù)法拉第電解定律，添加的氧量與電,解電流成正比。只要用恒電流源控制電解池的電,解電流，就能控制添