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便携式溶解氧仪标定方法是什么?

来源:http://www.feilor.com/news/192.html   发布时间:2016-07-12

溶解氧测定仪是测定水中溶解氧的装置。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。 其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。
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。
溶解氧测定仪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。
溶解氧仪根据浓度不同,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,电极内部电解液为氯化钾,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
便携式溶解氧仪的标定方法
便携式溶解氧测定仪一般可采用标准液标定或现场取样标定。
(1)溶解氧测定仪标准溶液标定法:标准溶液标定一般采用两点标定,即零点标定和量程标定。零点标定溶液可采用2%的Na2SO3溶液。量程标定溶液可根据仪表测量量程选择4 M 的KCl溶液(2 mg/L);50%的甲醇溶液(21.9 mg/L)。
(2)溶解氧测定仪现场取样标定法(Winkler法):在溶解氧测定仪实际使用中,多采用Winkler方法对溶解氧测定仪进行现场标定。使用该方法时存在两种情况:取样时仪表读数为M1,化验分析值为A,对仪表进行标定时仪表读数仍为M1,这时只须调整仪表读数等于A即可;取样时仪表读数为M1,化验分析值为A,对仪表进行标定时仪表读数改变为M2,这时就不能将调整仪表读数等于A,而应将仪表读数调整为1MA×M2。

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