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溶解氧檢測儀影響因素分析及其工作原理

時(shí)間:2022-09-21 13:43:49   訪客:391

溶解氧檢測儀,是專為鍋爐給水和凝結(jié)水等ppb級溶解氧測量設(shè)計(jì)。確保了在(超)低濃度的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,在測量性能和使用環(huán)境等方面有很大的提高。溶解氧檢測儀主要用于化工化肥、冶金、環(huán)保、制藥、生化、食品和自來水等溶液中溶解氧值的連續(xù)監(jiān)測。

影響因素

氧的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽,另外氧通過溶液擴(kuò)散比通過膜擴(kuò)散快,如流速太慢會(huì)產(chǎn)生干擾。

1、溫度的影響由于溫度變化,膜的擴(kuò)散系數(shù)和氧的溶解度都將發(fā)生變化,直接影響到溶氧電極電流輸出,常采用熱敏電阻來消除溫度的影響。溫度上升,擴(kuò)散系數(shù)增加,溶解度反而減小。溫度對溶解度系數(shù)a 的影響可以根據(jù)Henry 定律來估算,溫度對膜擴(kuò)散系數(shù)β可以通過阿侖尼烏斯定律來估算。

(1)氧的溶解度系數(shù):由于溶解度系數(shù)a 不僅受溫度的影響,而且受溶液的成分的影響。在相同氧分壓下,不同組分的實(shí)際氧濃度也可能不同。根據(jù)亨利定律可知氧濃度與其分壓成正比,對于稀溶液,溫度變化溶解度系數(shù)a 的變化約為2%/ ℃。

(2)膜的擴(kuò)散系數(shù):根據(jù)阿侖尼烏斯定律,溶解度系數(shù)β與溫度T 的關(guān)系為: C=KPo2·exp(-β/T),其中假定K、Po2 為常數(shù),則可以計(jì)算出β在25℃時(shí)為2.3%/ ℃。當(dāng)溶解度系數(shù)a 計(jì)算出來后,可通過儀表指示和化驗(yàn)分析值對比計(jì)算出膜的擴(kuò)散系數(shù)(這里略去計(jì)算過程),膜的擴(kuò)散系數(shù)在25℃時(shí)為1.5%/℃。

2、大氣壓的影響根據(jù)Henry 定律,氣體的溶解度與其分壓成正比。氧分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān),高原地區(qū)和平原地區(qū)的差可達(dá)20%,使用前必須根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮哼M(jìn)行補(bǔ)償。有些儀表內(nèi)部配有氣壓表,在標(biāo)定時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行校正;有些儀表未配置氣壓表,在標(biāo)定時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁┑臄?shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置,如果數(shù)據(jù)有誤,將導(dǎo)致較大的測量誤差。

3、溶液中含鹽量鹽水中的溶解氧明顯低于自來水中的溶解氧,為了準(zhǔn)確測量,必須考慮含鹽量對溶解氧的影響。在溫度不變的情況下,鹽含量每增加100mg/L,溶解氧降低約1%。如果儀表在標(biāo)定時(shí)使用的溶液的含鹽量低,而實(shí)際測量的溶液的含鹽量高,也會(huì)導(dǎo)致誤差。在實(shí)際使用中必須對測量介質(zhì)的含鹽量進(jìn)行分析,以便準(zhǔn)確測量及正確補(bǔ)償。

4、樣品的流速氧通過膜擴(kuò)散比通過樣品進(jìn)行擴(kuò)散要慢,必須保證電極膜與溶液完全接觸。對于流通式檢測方式,溶液中的氧會(huì)向流通池內(nèi)擴(kuò)散,使靠近膜的溶液中的氧損失,產(chǎn)生擴(kuò)散干擾,影響測量。為了測量準(zhǔn)確,應(yīng)增加流過膜的溶液的流量來補(bǔ)償擴(kuò)散失去的氧,樣品的小流速為0.3m/

工作原理

水中的氧含量可充分顯示水自凈的程度。對于使用活化污泥的生物處理廠來說,了解曝氣池的氧含量非常重要,污水中溶氧增加,會(huì)促進(jìn)除厭氧微生物以外的生物活動(dòng),因而能去除揮發(fā)性物質(zhì)和易于自然氧化的離子,使污水得到凈化。

測定氧含量主要有三種方法:自動(dòng)比色分析和化學(xué)分析測量,順磁法測量,電化學(xué)法測量,熒光法。水中溶氧量一般采用電化學(xué)法測量。

氧能溶于水,溶解度取決于溫度、水表面的總壓、分壓和水中溶解的鹽類。大氣壓力越高,水溶解氧的能力就越大,其關(guān)系由亨利(Henry)定律和道爾頓(Dalton)定律確定,亨利定律認(rèn)為氣體的溶解度與其分壓成正比。

氧量測量傳感器由陰極(常用金和鉑制成)和帶電流的反電極(銀)、無電流的參比電極(銀)組成,電極浸沒在電解質(zhì)如KCl、KOH中,傳感器有隔膜覆蓋,覆膜將電極和電解質(zhì)與被測量的液體分開,只有溶解氣體能滲透覆膜,因此保護(hù)了傳感器,既能防止電解質(zhì)逸出,又可防止外來物質(zhì)的侵入而導(dǎo)致污染和毒化。

向反電極和陰極之間施加極化電壓,假如測量元件浸入在有溶解氧的水中,氧會(huì)通過隔膜擴(kuò)散,出現(xiàn)在陰極上(電子過剩)的氧分子就會(huì)被還原成氫氧根離子[OH-]。電化學(xué)當(dāng)量的氯化銀沉淀在反電極上(電子不足),對于每個(gè)氧分子,陰極放出4個(gè)電子,反電極接受電子,形成電流:4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-。

電流的大小與被測污水的氧的分壓成正比,該信號連同傳感器上熱電阻測出的溫度信號被送入變送器,利用傳感器中存儲的含氧量和氧分壓、溫度之間的關(guān)系曲線計(jì)算出水中的含氧量,然后轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。參比電極的功能是確定陰極電位


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