常見(jiàn)的溶解氧檢測(cè)儀多采用隔膜電極作換能器,將溶解氧濃度(實(shí)際上是氧分壓)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),再經(jīng)放大、調(diào)整(包括鹽度、溫度補(bǔ)償),由模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示。
溶解氧檢測(cè)儀實(shí)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(yáng)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(yáng)兩電極之間外加0.5~1.5伏的極化電壓。有的極化鈣電壓為0.7伏。當(dāng)溶解氧透過(guò) 薄膜到達(dá)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(shí),陽(yáng)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(kuò)散電流i∞之值與溶氧濃度成正比。可用下式表示:i∞=nFA(Pm/L)Cs式中:穩(wěn)定狀態(tài)的擴(kuò)散電流n-得失電子數(shù)F-法拉第常數(shù)(96500 庫(kù)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(dāng)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(jiàn),只要測(cè)得擴(kuò)散電流,即可測(cè)得溶解氧濃度。為消除溫度、鹽度和氣壓因素影響,各型號(hào)產(chǎn)品采 用各自技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
♦原電池型(Galvanic Cell):當(dāng)外界氧分子透過(guò)薄膜進(jìn)入電極內(nèi)相到達(dá)陰極的三相界面時(shí),產(chǎn)生下式反應(yīng)。銀陰極被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ同 時(shí),鉛陽(yáng)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(shí)向外電路獲得電子;鉛陽(yáng)極被氫氧化鉀溶液腐蝕,生成鉛 酸氫鉀,同時(shí)向外電路輸出電子。接通外電路之 后,便有信號(hào)電流通過(guò),其值與溶氧濃度成正比。
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