溶解氧測定儀的工作原理究竟是怎樣的呢?
溶解氧分析儀傳感部分是由金電極(陰極)和銀電極(陽極)及氯化鉀或氫氧化鉀電解液組成,氧通過膜擴散進入電解液與金電極和銀電極構成測量回路。當給溶解氧分析儀電極加上0.6~0.8V的極化電壓時,氧通過膜擴散,陰極釋放電子,陽極接受電子,產(chǎn)生電流,整個反應過程為:陽極Ag+Cl→AgCl+2e-陰極O2+2H2O+4e→4OH- 。根據(jù)法拉第定律:流過溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比,在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關系。
溶解氧含量的表示方法究竟有幾種呢?
溶解氧含量有3種不同的表示方法:氧分壓(mmHg);百分飽和度(%);氧濃度(mg/L或10-6),這3種方法本質上沒什么不同。
(1)分壓表示法:氧分壓表示法是最基本和最本質的表示法。根據(jù)Henry定律可得,P=(Po2+PH2O)×0.209,其中,P為總壓;Po2為氧分壓(mmHg);PH2O為水蒸氣分壓;0.209為空氣中氧的含量。
(2)百分飽和度表示法:由于曝氣發(fā)酵十分復雜,氧分壓不能計算得到,在此情況下用百分飽和度的表示法是最合適的。例如將標定時溶解氧定為100%,零氧時為0%,則反應過程中的溶解氧含量即為標定時的百分數(shù)。
(3)氧濃度表示法:根據(jù)Henry定律可知氧濃度與其分壓成正比,即:C=Po2×a,其中C為氧濃度(mg/L);Po2為氧分壓(mmHg);a為溶解度系數(shù)(mg/mmHg·L)。溶解度系數(shù)a不僅與溫度有關,還與溶液的成分有關。對于溫度恒定的水溶液,a為常數(shù),則可測量氧的濃度。氧濃度表示法在發(fā)酵工業(yè)中不常用,但在污水處理、生活飲用水等過程中都用氧濃度來表示。
日常在使用
溶解氧測定儀時應該注意哪些事項呢?
1.日常維護
溶解氧測定儀的日常維護主要包括定期對電極進行清洗、校驗、再生。
(1)1~2周應清洗一次電極,如果膜片上有污染物,會引起測量誤差。清洗時應小心,注意不要損壞膜片。將電極放入清水中涮洗,如污物不能洗去,用軟布或棉布小心擦洗。
(2)2~3月應重新校驗一次零點和量程。
(3)電極的再生大約1年左右進行一次。當測量范圍調整不過來,就需要對溶解氧電極再生。電極再生包括更換內部電解液、更換膜片、清洗銀電極。如果觀察銀電極有氧化現(xiàn)象,可用細砂紙拋光。
(4)在使用中如發(fā)現(xiàn)電極泄露,就必須更換電解液。
2.儀表標定儀表的標定方法一般可采用標準液標定或現(xiàn)場取樣標定。
(1)標準溶液標定法:標準溶液標定一般采用兩點標定,即零點標定和量程標定。零點標定溶液可采用2%的Na2SO3溶液。量程標定溶液可根據(jù)儀表測量量程選擇4M的KCl溶液(2mg/L);50%的甲醇溶液(21.9mg/L)。
(2)現(xiàn)場取樣標定法(Winkler法):在實際使用中,多采用Winkler方法對溶解氧分析儀進行現(xiàn)場標定。使用該方法時存在兩種情況:取樣時儀表讀數(shù)為M1,化驗分析值為A,對儀表進行標定時儀表讀數(shù)仍為M1,這時只須調整儀表讀數(shù)等于A即可;取樣時儀表讀數(shù)為M1,化驗分析值為A,對儀表進行標定時儀表讀數(shù)改變?yōu)镸2,這時就不能將調整儀表讀數(shù)等于A,而應將儀表讀數(shù)調整為1MA×M2。3.使用中應注意的問題使用中應注意以下問題:由于溶解氧電極信號阻抗較高(約20MΩ),溶解氧電極與轉換器之間距離最大為50m;溶解氧電極不用時也應處于工作狀態(tài),可接在溶解氧轉換器上。久置或重新再生(更換電解液或膜)的電極,在使用前應置于無氧環(huán)境極化1~2h;由于溫度變化對電極膜的擴散和氧溶解度有較大影響,標定時需較長時間(約10min),以使溫補電阻達到平衡;氧分壓與該地區(qū)的海拔高度有關,儀表在使用前必須根據(jù)當?shù)卮髿鈮哼M行補償;測量溶液的含鹽量高時,儀表標定時應使用含鹽量相當?shù)娜芤海粚τ诹魍ㄊ綔y量方式,要求流過電極的最小流速為0.3m/s。
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