溶解氧测定仪知识大全

溶解氧测定仪概述

　　溶解氧测定仪是测定水中溶解氧的装置。一般由主机和氧电极两部分组成。氧电极由两个与支持电解质相接触的金属电极及选择性薄膜组成。 其工作原理是氧透过隔膜被工作电极还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流，通过测量此电流，得到水中溶解氧的浓度。根据浓度不同，隔膜电极分为极谱式和原电池式两种类型。极谱式隔膜电极以银-氯化银作为对电极，电极内部电解液为氯化钾，电极外部为厚度25-50μm的聚乙烯和聚四氟乙烯薄膜，薄膜挡住了电极内外液体交流，使水中溶解氧渗入电极内部，两电极间的电压控制在0.5-0.8V，通过外部电路测得扩散电流可知溶解氧浓度。原电池式用银作阳电极，铅作阴电极。阳电极和银电极浸入氢氧化钾电解池中，形成两个半电池，外层同样用薄膜封住。溶解氧在阳极被还原，产生扩散电流，通过测定扩散电流可得溶解氧浓度。

　　溶解氧测定仪广泛用于水产养殖场、自来水厂、污水处理、环境保护监测及科研院所等领域水中溶解氧的测定。

　　

溶解氧测定仪的工作原理

　　溶解氧测定仪多采用隔膜电极作换能器，将溶氧浓度(实际上是氧分压)转换成电信号，再经放大、调整(包括盐度、温度补偿) ，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(Polarography)和原电池型(Galvanic Cell)。 极谱型(Polarography) ：电极中，由黄金(Au)环或铂(Pt)金环作阴极;银-氯化银(或汞-氯化亚汞)作阳极。电解液为氯化钾溶液。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入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，生成铅酸氢钾，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。

　　

溶解氧测定仪的标定方法

　　溶解氧测定仪一般可采用标准液标定或现场取样标定。

　　(1)溶解氧测定仪标准溶液标定法：标准溶液标定一般采用两点标定，即零点标定和量程标定。零点标定溶液可采用2%的Na2SO3溶液。量程标定溶液可根据仪表测量量程选择4 M 的KCl溶液(2 mg/L);50%的甲醇溶液(21.9 mg/L)。

　　(2)溶解氧测定仪现场取样标定法(Winkler法)：在溶解氧测定仪实际使用中，多采用Winkler方法对溶解氧测定仪进行现场标定。使用该方法时存在两种情况：取样时仪表读数为M1，化验分析值为A，对仪表进行标定时仪表读数仍为M1，这时只须调整仪表读数等于A即可;取样时仪表读数为M1，化验分析值为A，对仪表进行标定时仪表读数改变为M2，这时就不能将调整仪表读数等于A，而应将仪表读数调整为1MA×M2。

　　

溶解氧测定仪的使用与维护

　　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(听到一声嗒)，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. 溶解氧电极长期使用，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. 溶解氧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(缓缓搅动)。

　　

溶解氧测定仪电极的使用维护

　　(1)1~2周应清洗一次溶氧仪电极，如果膜片上有污染物，会引起测量误差。清洗时应小心，注意不要损坏膜片。将溶氧仪电极放入清水中涮洗，如污物不能洗去，用软布或棉布小心擦洗。

　　(2)2~3月应重新校验一次溶氧仪电极的零点和量程。

　　(3)溶解氧测定仪电极的再生大约1年左右进行一次。当测量范围调整不过来，就需要对溶解氧电极再生。电极再生包括更换内部电解液、更换膜片、清洗银电极。如果观察银电极有氧化现象，可用细砂纸抛光。

　　(4)在使用中如发现溶解氧测定仪电极泄露，就必须更换电解液。

　　

溶解氧测定仪注意事项

　　1. 使用极谱式电极时，校正或测量前要预热至少15-30分钟。

　　2. 为确保膜的电解液内没有气泡，ASI膜帽在设计上要求在装上膜头时要排除掉所有液腔内的空气。

　　3. 膜表面上不能留有任何气泡，否则它会将气泡当作氧饱和样品进行读数。

　　4. 即使使用的是带有自动温度补偿的仪表，也要在接近样品溶液的温度下校正电极。

　　5. 电极应在空气中校正，以空气作为100%的饱和溶解氧标准点。

　　6. 由于电极对氧的消耗，探头表面氧的浓度会瞬间降低，因此测量时要对溶液进行搅拌，这很重要。

　　7. 如膜已破损则要进行更换。