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。
Eutech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??捎孟率奖硎荆?/div>
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。
溶氧儀分類
◆按便攜性分為:便攜式溶解氧儀,臺式溶解氧儀和筆式溶解氧儀。 ◆按用途分為:實驗室用溶解氧儀,工業(yè)在線溶解氧儀等。
◆按先進程度分為:經(jīng)濟型溶解氧儀,智能型溶解氧儀,精密型溶解氧儀或分為指針式溶解氧儀,數(shù)顯式溶解氧儀。
◆筆式溶解氧儀,一般制成單一量程,測量范圍狹,為簡便儀器。 便攜式和臺式溶解氧儀測量范圍較廣,常用儀器,不同點是便攜式采用直流供電,可攜帶到現(xiàn)場。實驗室溶解氧儀測量范圍廣、功能多、測量精度高。
工業(yè)用溶解氧儀的特點是要求穩(wěn)定性好、工作可靠,有一定的測量精度、環(huán)境適應(yīng)能力強、抗干擾能力強,具有模擬里量輸出、數(shù)字通訊、上下限報警和控制功能等。