溶解氧仪是如何工作的
点击: 次 时间:2016-12-09 09:57
溶解氧仪是测量溶解在水溶液内的氧气的含量。氧气通过周围的空气、空气流动和光合作用溶解于水中，通过呼吸和分解作用，溶解氧会在水中消耗，主要依靠空气和光合作用进行补充。水中氧的含量主要取决于温度。温水的氧浓度要低于冷水。但溶氧含量过高对动植物会有害。
溶解氧仪可以用来测量现场或实验室内被测样品水溶液内的溶氧含量。由于溶解氧是水的质量的主要指标之一，因此溶氧电极可广泛用于各种场合下的溶氧含量的测量，尤其是养殖水、光合作用和呼吸作用及现场测量。在对溪水和湖水支持生物存活的能力进行评估时，要进行生化需氧量测试(BOD)在消耗氧气的含有有机物的样品水溶液变腐时对其进行测量并确定溶氧浓度和样品水溶液温度之间的关系。
溶解氧仪的测定原理：
溶解氧仪常见的溶氧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。
溶氧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。电解液为氯化钾溶液。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。
注：如需购买上述仪器，请致电13835188828（蔡经理），来电有惊喜。
相关阅读：
溶解氧测定仪电极构造是什么？
上一篇：平面电极检测小液滴样品的pH方法有哪些 下一篇：平面电极检测小液滴样品的pH方法有哪些
溶解氧仪可以用来测量现场或实验室内被测样品水溶液内的溶氧含量。由于溶解氧是水的质量的主要指标之一，因此溶氧电极可广泛用于各种场合下的溶氧含量的测量，尤其是养殖水、光合作用和呼吸作用及现场测量。在对溪水和湖水支持生物存活的能力进行评估时，要进行生化需氧量测试(BOD)在消耗氧气的含有有机物的样品水溶液变腐时对其进行测量并确定溶氧浓度和样品水溶液温度之间的关系。
溶解氧仪的测定原理：
溶解氧仪常见的溶氧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。
溶氧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。电解液为氯化钾溶液。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。
注：如需购买上述仪器，请致电13835188828（蔡经理），来电有惊喜。
相关阅读：
溶解氧测定仪电极构造是什么？
上一篇：平面电极检测小液滴样品的pH方法有哪些 下一篇：平面电极检测小液滴样品的pH方法有哪些