测氧仪工作原理

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作者：admin
发布时间：2012-10-09 20:29:55

测氧仪工作原理

对水中溶解氧的测定，是水产养殖Z为重要的检测项目。经典的测试方法是化学滴定法。即温克勒法（Winler）。化学滴定法的缺点是手续麻烦、费时，而且不能在水中连续测试，更不能把化学器皿搬到池边测试。近几年来国内外广泛采用电化学测试法。其优点是测试简单、快速、准确、携带方便、能够连续测试，并可配合自动控制设备实现自控。
传感器是极谱型传感器。它的优点的当外加的极谱电压不变时,传感器产生的信号电流仅仅与被测水中氧分子量的多少成正比.因而保证了仪器的优良线性,较原电池型非线性失真小,使用寿命长.极谱型传感器用纯铂金作阴极,用纯银作阳极,氯化钾溶液作电解液,聚四氟乙烯薄膜作透气薄膜.它的基本原理如下:
传感器在外另极谱电压的作用下,被测水的溶解氧,透过薄腊扩散至阴极表面,氧被还原,产生了正比于水中氧分压力的电流.其电极反应为:
在阴极上:O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
在阳极上:4Ag+4Cl^-=4AgCl+4e^-
在极谱室内 4KCl→4K⁺+4Cl^-
4K+4OH^-=4KOH
氧到达阴极表面的扩散速率为:
Qd=（P_m/d_m）·A·（P_s-P_c）
式中:Q_d─氧扩散速率;d_m─薄膜的厚度;P_s─溶液中氧分压;P_m─薄膜的透氧率;A─阴极有效面积;P_c─阴极与电解液界面处氧分压。
根据法拉弟定律，阴极上氧还原时所产生的电流为：
I=Q_r·n·F
式中：I─传感器电流；n─每克分子氧当量；Q_r─阴极上氧还原率；F─法拉弟常数。
池反应达到稳定状态时，Q_r=Q_d，即有多少氧分子扩散到阴极表面，就有多少氧被还原。因此，从上面两式可得到：
I=n·F·A·（P_m/dm）·（P_s-P_c）
由此可见，有足够条件使传感器电流与水中溶解氧的氧分压之间成线性关系。P_s同比较，P_c可忽略不计。即传感器的电流仅与溶氧分压P_s成正比。
传感器的电流大小与选择的薄膜质量关系很大，薄膜的透气率和厚度都直接影响电流的大小。CS系列选用了从日本进口的聚四氟乙烯原料，经专门加工而成的薄膜。经对比试验，它的透气率较国内有关厂生产的薄膜透气率高一倍多，从而响应时间迅速。响应时间从0到90%，只需1分钟，而在满刻度时，将传达室感器放到无氧水中，30秒内可下降90%值，1分钟可下降95%值，2分钟时可下降>98%的值。

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