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溶解氧在線分析儀的測量原理

   2025-07-16 中國化工儀器網802

      (1)膜電極法
  
  膜電極法是一個目前最常用的一種溶解氧連續測定方法,膜電極又名Clark氧電極,這種電極利用膜可滲透氧但不能滲透水和有機及無機溶質的原理,保護電極不與這類還原物質緊密接觸,從而使傳感器的靈敏度不受影響。這種半透膜通常采用聚四氟乙烯纖維、聚乙烯等材料組成。
  
  膜電極法溶解氧傳感器是由金電極(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,產生電流,整個反應過程為:
  
  陽極反應:4Ag 4Cl-→4AgCl 4e-
  
  陰極反應:O2 2H2O 4e-→4OH-
  
  根據法拉第定律:當電極結構固定時,在一定溫度下,擴散電流的大小只與樣品氧濃度成正比例線性關系,測得電流值大小,便可知待測試樣中氧的濃度。
  
  (2)無膜電極法
  
  傳感器由特殊的銀合金電極(陰極)和鐵電極(陽極)組成,沒有覆蓋膜和特制的電解液,兩極之間也沒有極化電壓。它是將被測溶液作為電解液,兩極形成一個原電池,并產生一個電流,反應式如下:
  
  陽極反應:2Fe→2Fe2 4e-
  
  陰極反應:O2 2H2O 4e-→4OH-
  
  該電流的大小與溶液中的被測氧分子的多少成正比。該信號連同傳感器上熱電阻測出的溫度信號送入變送器,利用傳感器中存儲的含氧量和氧分壓、溫度之間的關系曲線計算出水中的含氧量,然后轉化成標準信號輸出。
  
  (3)熒光法
  
  溶解氧在線分析儀
  
  溶解氧變送器的特點:
  
  1.系統具有密碼保護、輸出保持、輸出延時、模擬量輸出、繼電器輸出(需選配)和實時模擬功能。
  
  2.具有兩種標定方法:1點標定法(在線)及空氣(離線)標定法。為了提高傳感器的精確度,系統在接受標定數據之前,將對溫度等重要參數進行自動檢測。
  
  3.系統具有完整的自診斷信息:當測量電極損壞,傳感器密封損壞,溫度傳感器損壞時都會自動報警。
  
  4.變送器可以自定義刻度。
  
  5.可靠性高、穩定性好、操作簡單,方便。
  
  6.完全電氣隔離。
  
  7.溶解氧是測量水溶液中氧氣的含量,它的測量范圍是0~40ppm,并采用兩線制直流24V電源輸入,可輸出4~20mA模擬量,電源線電纜長度可經達到914米,變送器到傳感器的距離可以達305米。溶解氧傳感器特點:
  
  1.傳感器材料具有良好的機械強度和抗化學腐蝕能力,能適應各種刻苛的環境。
  
  2.三個反應電極安裝在一個易于更換的反應室里,氧電極換膜方便。
  
  a.使傳感器容易再生,節約運行成本。
  
  b.三個電流傳感器的輸出電流與O2壓力成正比。
  
  c.陰極材料為金陽,極材料為銀極。參考電極材料為銀或者溴化銀。
  
  d.參考電極用來穩定極化電位。保證測量的準確率。
  
  3.內置的前置放大器提高了傳感器的穩定性。可以使傳感器到變送器的電纜加長,可達305米。
  
  4.當測量傳感器密封性損壞,內置溫度傳感器損壞,反應室膜損壞,自診斷系統會反出報警信號。

 
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