便携式溶解氧测定仪的电极是如何工作的?以及如何维护它?

时间:2023-03-17 16:20:54   访客:256

常见的便携式溶解氧测定仪多采用隔膜电极作换能器,将溶氧浓度转换成电信号,再经放大、调整,由模数转换显示。测定溶解氧实用的膜电极有两种类型:极谱型和原电池型。极谱型:电极中,由黄金环或铂金环作阴极;银-氯化银作阳极。电解液为KCl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进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,天生铅酸氢钾,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。

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便携式溶解氧测定仪电极的使用维护:

1、仪器使用前先接上稳压电源和电池。

2、新购买的仪器或长时间不用再启用时,电极要加电解液,否则测不出溶解氧值。

3、把电极护套向后拉,插上氧电极,要确保插头与插座接触的完好,通电极化5分钟。

4、零氧校准:将电极放入5%亚硫酸钠溶液中,显示值越接近零越好。空气中满度校准:显示值在当时温度的对应饱和溶解氧值。如果相差较大可反复二次校零氧和满度校准。

5、仪器要定期校准和更换电解液和膜,以保证测量准确性。如果仪器经常使用,建议10天校准一次。安装膜时要确保膜与黄金表面完全接触否则会出现零氧下不去,或测量过程中数值不准或不稳。

6、电极长期使用,特别是一直测定污水后,电极内的银极会发黑氧化,此时需经常更换电解液和薄膜,清洁银极表面和黄金表面。如果各项指标不理想,应考虑购买新电极。

7、便携式溶解氧测定仪电极不用时可储存于蒸馏水中。仪器长时间不用时应将电池取出。

8、取样测量时电极与溶液应相对运动,不可静止。


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