溶解氧测定仪基本工作原理

一、溶解氧测定仪简介概述

溶解氧测定仪是测定水中溶解氧的装置。广泛用于水产养殖场、自来水厂、污水处理、环境保护监测及科研院所等领域水中溶解氧的测定。一般由主机和氧电极两部分组成。氧电极由两个与支持电解质相接触的金属电极及选择性薄膜组成。

溶解氧测定仪工作原理是氧透过隔膜被工作电极还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流，通过测量此电流，得到水中溶解氧的浓度。根据浓度不同，隔膜电极分为极谱式和原电池式两种类型。极谱式隔膜电极以银-氯化银作为对电极，电极内部电解液为钾，电极外部为厚度25-50μm的聚乙烯和聚四氟乙烯薄膜，薄膜挡住了电极内外液体交流，使水中溶解氧渗入电极内部，两电极间的电压控制在0.5-0.8V，通过外部电路测得扩散电流可知溶解氧浓度。原电池式用银作阳电极，铅作阴电极。阳电极和银电极浸入氢氧化钾电解池中，形成两个半电池，外层同样用薄膜封住。溶解氧在阳极被还原，产生扩散电流，通过测定扩散电流可得溶解氧浓度。　　

二、溶解氧测定仪的工作原理

　　溶解氧测定仪多采用隔膜电极作换能器，将溶氧浓度(实际上是氧分压)转换成电信号，再经放大、调整(包括盐度、温度补偿) ，由模数转换显示。测定溶解氧测定仪实用的膜电极有两种类型：极谱型(Polarography)和原电池型(Galvanic Cell)。 极谱型(Polarography) ：电极中，由黄金(Au)环或铂(Pt)金环作阴极;银-氯化银(或汞-氯化亚汞)作阳极。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。

　　因此可见，只要测得扩散电流 i∞，即可测得溶解氧浓度。为消除温度、盐度和气压因素影响，各型号产品采用各自技术进行补偿。原电池型(Galvanic Cell)：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，便有信号电流通过，其值与溶氧浓度成正比。　

以上就是溶解氧测定仪基本工作原理的全部内容