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溶解氧仪的工作原理

水质检测DO溶氧仪产品

溶解氧仪一般采用隔膜电极作为换能器,将溶解氧浓度(实际上是氧分压)转换成电信号,然后进行放大调整(包括盐度和温度补偿),通过模数转换显示。一般情况下,还原氧化反应产生的扩散电流i∞的值与溶解氧浓度成正比。溶解氧仪适用于各种环境中溶解氧含量的测量,特别是养殖水体、光合作用和现场测量。很多人都很好奇这个仪表的工作原理。一个小仪表实际上可以测量水中的氧气含量。那么溶解氧仪的工作原理是什么呢?

 

溶解氧仪一般采用隔膜电极作为换能器,将溶解氧浓度(实际上是氧分压)转换成电信号,然后进行放大调整(包括盐度和温度补偿),通过模数转换显示。

 

溶解氧仪的电解质是钾溶液。阴极的外表面覆盖有透氧膜。隔膜可以由透气材料制成,例如聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯和硅橡胶。在阳极和阴极之间施加0.5~1.5伏的极化电压。一些极化电压0.7 伏。当溶解氧通过薄膜到达金阴极表面时,在电极上发生如下反应:

 

阴极还原:O2+2H2O+4e→4OHˉ;同时阳极被氧化:4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl;一般情况下,还原氧化反应产生的扩散电流i∞的值与溶解氧浓度成正比。可以用以下公式表示:

 

i∞=nFA(Pm/L)Cs 其中: i∞-稳定扩散电流 n-获得和失去的电子数;F-法拉第常数(96500 库仑);A-阴极表面积(平方厘米);Pm-薄膜渗透系数(cm2/sec);L-薄膜厚度(cm);Cs-溶解氧浓度(ppm)。当电极结构和薄膜确定时,A、Pm、L、n等都是公式中的常数。设K=nFA(Pm/L),则上式中:i∞=KCs。

 

由以上内容可知,只要能测出扩散电流i∞,就可以测出溶解氧浓度。为了消除温度、盐度和气压的影响,每个型号的产品都使用自己的技术进行补偿。原电池:当外部氧分子穿透薄膜进入电极内相到达阴极三相界面时,发生如下反应:

 

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成氢氧根离子,而同时,电路外接。获得电子;铅阳极被氢氧化钾溶液腐蚀,生成氢钾铅酸,同时向外电路输出电子。接通外电路后,会有信号电流通过,其值与溶解氧浓度成正比。


作者:阳健仪表 发布时间:2022-01-01 点击数:
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