溶氧儀工作原理

我們知道，測定水中溶解氧含量可以使用溶氧儀，溶氧儀的工作原理是怎樣的呢？根據(jù)工作原理的不同，常用溶氧儀主要有極譜法溶氧儀，熒光法溶氧儀等。

膜法(又稱極譜法、恒壓法)溶氧儀

膜法溶氧儀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，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?？捎孟率奖硎荆篿∞=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，只要測得擴(kuò)散電流i∞，即可測得溶解氧濃度。為消除溫度、鹽度和氣壓因素影響，各型號產(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，便有信號電流通過，其值與溶氧濃度成正比。

熒光法溶氧儀

在過去的50多年里，一直采用電流法和極譜法測量溶解氧。這種方法對于市政和工業(yè)廢水中的溶解氧監(jiān)測曾起著非常重要的作用。但是，傳統(tǒng)的電化學(xué)方法的使用膜、電極和電解液，從而會導(dǎo)致很多問題，即使進(jìn)行定期維護(hù)，還是不能得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果。創(chuàng)新的新型熒光技術(shù)，沒有膜和電解液，幾乎不用維護(hù)，性能優(yōu)異，使用方便。熒光法溶解氧儀，Z早是由國外研發(fā)出來，并投入使用，ZG在90年代由國家支持，屬于國家九五ZD公關(guān)課題，經(jīng)過十多年的研究生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。

熒光法探頭里面內(nèi)置光源，發(fā)出藍(lán)光照射在熒光層上，熒光物質(zhì)收到激發(fā)發(fā)出紅光，由于氧分子可以帶走能量(猝熄效應(yīng))，所以激發(fā)的紅光的時(shí)間和強(qiáng)度與氧分子的濃度成反比。通過測量激發(fā)紅光與參比光的相位差，并與內(nèi)部標(biāo)定值對比，從而可計(jì)算出氧分子的濃度。測量時(shí)不消耗氧氣，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，性能可靠，沒有干擾。