溶解氧儀是一種常用的檢測(cè)儀器，可用來測(cè)量用來對(duì)氧含量會(huì)影響反應(yīng)速度、流程效率或環(huán)境的流程進(jìn)行監(jiān)控，被廣泛用于多個(gè)行業(yè)中，常見的溶氧儀多采用隔膜電極作換能器，將溶氧濃度(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。
溶氧儀實(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(dāng)溶解氧透過薄膜到達(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：i∞-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，只要測(cè)得擴(kuò)散電流i∞，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，其值與溶氧濃度成正比。
溶解氧儀的校準(zhǔn)步驟：
1.校準(zhǔn)功能：
為了測(cè)得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，溶解氧電極測(cè)量前必須進(jìn)行極化和校準(zhǔn)，儀器具有多種校準(zhǔn)功能，有零校準(zhǔn)、滿度校準(zhǔn)、氣壓校準(zhǔn)、和鹽度校準(zhǔn)。極化：新電極、24小時(shí)以上不進(jìn)行使用的電極或更換電解液的電極，電極需30—60分鐘通電極化時(shí)間，電極離開儀器或關(guān)機(jī)1小時(shí)內(nèi)需要5-25分鐘通電極化時(shí)間，極化后，才能進(jìn)行校準(zhǔn)和測(cè)量。
2.零氧校準(zhǔn)：
將溶解氧電極放入5%的新鮮配制的亞硫酸鈉溶液中，在儀器處于測(cè)量狀態(tài)下，按“模式”鍵，儀器進(jìn)入模式選擇狀態(tài)，按上鍵或下鍵選擇“Zero”模式狀態(tài);或儀器處于模式選擇狀態(tài)下，直接按上鍵或下鍵選擇Zero模式狀態(tài)，按確定鍵儀器進(jìn)入零氧校準(zhǔn)功能狀態(tài)。待讀數(shù)穩(wěn)定后按確定鍵，儀器退出Zero模式狀態(tài)，進(jìn)入模式選擇狀態(tài)，零氧校準(zhǔn)結(jié)束。當(dāng)儀器處于零氧校準(zhǔn)時(shí)，在按下確定鍵之前，可以按測(cè)量鍵取消這一狀態(tài)，進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。
3.氣壓校準(zhǔn)
儀器測(cè)得的溶解氧值與大氣壓值有關(guān)，儀器內(nèi)部預(yù)設(shè)的大氣壓值為101.3pa,測(cè)量前應(yīng)選擇合適的氣壓值。在儀器處于測(cè)量狀態(tài)下，按模式鍵，儀器進(jìn)入模式選擇狀態(tài)，按上鍵或下鍵選擇Air模式選擇;或儀器處于模式選擇狀態(tài)下，直接按上鍵或下鍵選擇Air，按確定鍵儀器即進(jìn)入氣壓校準(zhǔn)功能狀態(tài)。此時(shí)，儀器顯示當(dāng)前預(yù)設(shè)的大氣壓值，可以按上鍵或下鍵修改氣壓值，修改為實(shí)際氣壓值后，按確定鍵，則儀器完成氣壓校準(zhǔn)設(shè)定功能，自動(dòng)退出Air狀態(tài)，進(jìn)入模式選擇狀態(tài)。當(dāng)儀器處于氣壓校準(zhǔn)時(shí)，儀器顯示當(dāng)前的氣壓值，在按下確定鍵之前，可以按測(cè)量鍵取消這一狀態(tài)，進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。
4.鹽度校準(zhǔn)
溶解氧值欲鹽度有關(guān)，儀器內(nèi)部預(yù)設(shè)的鹽度0.0g/L，測(cè)量前應(yīng)選擇合適的鹽度值。在儀器處于測(cè)量狀態(tài)下，按模式鍵，儀器即進(jìn)入模式選擇狀態(tài)，按上鍵或下鍵選擇Salt模式狀態(tài);或儀器處于模式選擇狀態(tài)下，直接按上鍵或下鍵選擇Salt模式狀態(tài)，按確定鍵儀器進(jìn)入鹽度校準(zhǔn)功能狀態(tài)。此時(shí)，儀器顯示當(dāng)前設(shè)置的鹽度，可以按上鍵或下鍵修改鹽度值，修改為實(shí)際鹽度值后，按確定鍵，則儀器完成鹽度校準(zhǔn)設(shè)定功能，自動(dòng)退出Salt模式，進(jìn)入模式選擇狀態(tài)。當(dāng)儀器處于鹽度校準(zhǔn)時(shí)，儀器顯示當(dāng)前鹽度值，在按下確定鍵之前，可以按下“/測(cè)量”鍵取消這一狀態(tài)，進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。(注意：一般情況下，不需要鹽度校準(zhǔn)的，儀器預(yù)設(shè)值為0.0g/L。
5.滿度校準(zhǔn)
把溶解氧電極從溶液中取出，用水沖洗干凈，用濾紙小心吸干薄膜表面的水分，并放入盛有蒸餾水容器(如三角燒瓶、高腳燒杯中)靠近水面的空氣上或者放入空氣中，但電極表面不能占上水滴，在儀器處于測(cè)量狀態(tài)下，按模式鍵，儀器即進(jìn)入模式選擇狀態(tài)，按上鍵或下鍵選擇Full鍵模式狀態(tài);或儀器處于模式選擇狀態(tài)下，直接按上鍵或下鍵選擇Full模式狀態(tài)，按確定鍵儀器即進(jìn)入滿度校準(zhǔn)功能狀態(tài)。待讀數(shù)穩(wěn)定后按確定鍵，儀器退出Full狀態(tài)，進(jìn)入模式選擇狀態(tài)，滿度校準(zhǔn)結(jié)束。當(dāng)儀器處于滿度校準(zhǔn)時(shí)，在按下確定鍵之前，可以按測(cè)量鍵取消這一狀態(tài)，進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。
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