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溶解氧电极的测量原理及优势

时间:2024-08-20 11:08:47   访客:351

溶解氧电极的测量原理及优势主要如下:

测量原理

溶解氧电极的测量原理主要基于电化学方法,特别是极谱法和Clark电极法(也称为氧电极法)的应用。以下是两种常见方法的详细解释:

极谱式电极法:

电极组成:该方法使用的电极通常由阳电极(Ag/AgCl)和阴电极(铂金Pt)组成,两者之间充满特殊成分的电解液,并由硅橡胶渗透膜包裹于电极四周。

测量过程:在测量时,电极间加上一定的极化电压(如675mV)。溶解在水中的氧分子通过渗透膜扩散到阴极表面,并在那里被还原,同时等量的氧在阳极产生。这个动态过程进行到两边的氧分压相同时达到平衡。此时,两电极间的电流与氧分压成正比。通过检测这个电流,并经过一系列变换,可以得到水中的氧浓度和氧含量。

温度补偿:同时,NTC(负温度系数热敏电阻)检测被测液体的温度,并在二次表中进行温度补偿,以将氧浓度或氧含量折算成标准温度(如25℃)时的值。

Clark电极法(氧电极法):

原理概述:该方法依据分子氧透过薄膜(如聚四氟乙烯薄膜)的扩散速率来测定水中溶解氧的含量。氧分子通过薄膜扩散到电极表面,并在那里发生电化学反应,产生与溶解氧浓度成正比的电流。

系统组成:虽然具体实现可能有所不同,但通常包括一个工作电极(如金阴极)和两个银电极(一个作为计数阳极,另一个作为参考电极)。参考电极上电位稳定,增强了感测结果的稳定性。

优势

溶解氧电极在测量溶解氧方面具有以下优势:

测量准确:通过电化学方法直接测量溶解氧浓度,结果准确可靠。

响应快速:测量过程迅速,能够实时监测水体中的溶解氧变化。

稳定性好:采用高质量的电极材料和先进的制造工艺,确保电极的稳定性和耐用性。

维护简单:部分新型溶解氧电极设计更为简便,如无需电解液、荧光层嵌在坚固的荧光帽上等,减少了维护工作量。

抗干扰性强:电极系统通常具有较强的抗干扰能力,能够避免废水中的色度、浊度、铁离子等杂质对测量结果的影响。

适用范围广:可应用于多种场合,包括水产养殖、生物反应、环境测试(如湖、溪、海洋)、水/废水处理、制药工业、葡萄酒生产等。

综上所述,溶解氧电极以其测量准确、响应快速、稳定性好、维护简单和抗干扰性强等优势,在水质监测领域发挥着重要作用。


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