溶解氧的測(cè)量原理

1、Word文檔 溶解氧的測(cè)量原理 溶解在水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧。自然水的溶解氧含量取決于水體與大氣中氧的平衡?？隙ǖ乃腥芙庋醯暮颗c空氣中氧的分壓、水溫、水的深度、水中各種鹽類和藻類的含量以及光照強(qiáng)度等多種條件有關(guān)。清潔地表水溶解氧一般接近飽和。藻類的生長(zhǎng)可能導(dǎo)致溶解氧的過(guò)飽和，而水體受有機(jī)、無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)污染時(shí)溶解氧降低。氧在水中的溶解度不大,并且是一個(gè)動(dòng)態(tài)值，但它的作用卻舉足輕重。漁業(yè)上，當(dāng)水中溶解氧的含量低于3-4mg/L時(shí)，很多魚(yú)類都將因缺氧而死亡。工業(yè)上，某些生產(chǎn)過(guò)程中需要測(cè)定溶液或反應(yīng)物中的溶解氧含量。一些科研和試驗(yàn)也需要*測(cè)定水中的溶解氧含量。此外，溶解氧在其他水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)、

2、廢水生化處理、水體自凈、學(xué)等領(lǐng)域也是一個(gè)重要的影響因素。水中溶解氧的含量除與上述因素有關(guān)外，也是水體受污染程度和生態(tài)環(huán)境好壞的重要指標(biāo)之一，它與環(huán)保上常常檢測(cè)的數(shù)據(jù)BOD、COD親密相關(guān)。水被嚴(yán)峻污染時(shí)，溶解氧含量將大大削減，近年沿海頻繁消失的赤潮現(xiàn)象*是一例。 水中的溶解氧仍以分子態(tài)形式存在，而溶解氧的測(cè)定，從方法上來(lái)說(shuō)一般分為以下兩類：化學(xué)法和儀器法。化學(xué)法主要為滴定法以及目視比色法，而儀器法則包括光學(xué)分析法、色譜分析法和電化學(xué)分析法等。 化學(xué)法測(cè)定溶解氧，主要是使溶解氧與各種還原性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后通過(guò)所用還原物質(zhì)的量而求出溶解氧的含量?；瘜W(xué)法須經(jīng)過(guò)溶解氧的固定、滴定、指示劑的選擇及

3、干擾的排解，故操作較繁瑣，時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)然，借助于設(shè)備上的改進(jìn)，它的結(jié)果仍是*精確的，一般在結(jié)果對(duì)比、標(biāo)準(zhǔn)分析中被采納。很多化學(xué)法都是在碘量法的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而提出的，一般都屬于容量法。比色法是利用氧濃度與顯色濃度成正比的關(guān)系而大致推斷出氧濃度。 儀器是利用各種儀器測(cè)定溶解氧在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中或其生成物的各種物理信號(hào)，然后將這些信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，或者直接測(cè)定溶解氧在電極反應(yīng)中的電信號(hào)，電信號(hào)再經(jīng)放大處理或數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后才將結(jié)果輸出到儀器表頭，從而可以直接測(cè)出溶解氧的含量。同樣的，儀器法也必需考慮到各種干擾的產(chǎn)生及排解，以及儀器的靈敏度、穩(wěn)定性和選擇性。儀器法在近幾十年來(lái)的進(jìn)展中已在上述各方面取得了

4、很大的突破，使之測(cè)定溶解氧早已成為可能，并早有各種商品問(wèn)世。 溶解氧電極原理 溶氧電極用一薄膜將鉑陰極，銀陽(yáng)極，以及電解質(zhì)與外界隔開(kāi)，一般狀況下陰極幾乎是和這層膜直接接觸的。氧以和其分壓成正比的比率透過(guò)膜集中，氧分壓越大，透過(guò)膜的氧*越多。當(dāng)溶解氧不斷地透過(guò)膜滲入腔體，在陰極上還原而產(chǎn)生電流，此電流在儀表上顯示出來(lái)。由于此電流和溶氧濃度直接成正比，因此校正儀表只需將測(cè)得的電流轉(zhuǎn)換為濃度單位即可（溶氧濃度通常用mg/L（每升水的溶氧量）或ppm（百萬(wàn)分之幾）。 溶解氧電極有兩種類型：極譜式和原電池式。極譜式電極需儀表輸入一電壓對(duì)電極進(jìn)行極化。由于外加電壓可能要15分鐘才能穩(wěn)定，因此極譜式電極使用

5、前通常要進(jìn)行預(yù)熱確保電極能妥當(dāng)極化。原電池式的兩個(gè)極由兩種不同的能自發(fā)極化產(chǎn)生電壓的金屬構(gòu)成。由于原電池式的電壓是自發(fā)產(chǎn)生而不是外界供應(yīng)的，因此原電池式電極使用時(shí)無(wú)需極譜式電極極化所需的“預(yù)熱”。 使用極譜式電極時(shí)，校正或測(cè)量前要預(yù)熱至少15-30分鐘。為確保膜的電解液內(nèi)沒(méi)有氣泡，ASI膜帽在設(shè)計(jì)上要求在裝上膜頭時(shí)要排解掉全部液腔內(nèi)的空氣。膜表面上不能留有任何氣泡，否則它會(huì)將氣泡當(dāng)作氧飽和樣品進(jìn)行讀數(shù)。即使使用的是帶有自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)膬x表，也要在接近樣品溶液的溫度下校正電極。電極應(yīng)在空氣中校正，以空氣作為100的飽和溶解氧標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。由于電極對(duì)氧的消耗，探頭表面氧的濃度會(huì)瞬間降低，因此測(cè)量時(shí)要對(duì)溶液

6、進(jìn)行攪拌，這很重要。 溶氧儀的維護(hù) 1、日常維護(hù) 溶解氧儀的日常維護(hù)主要包括定期對(duì)電極進(jìn)行清洗、校驗(yàn)、再生。 （1）12周應(yīng)清洗一次電極，假如膜片上有污染物，會(huì)引起測(cè)量誤差。清洗時(shí)應(yīng)當(dāng)心，留意不要損壞膜片。將電極放入清水中涮洗，如污物不能洗去，用軟布或棉布當(dāng)心擦洗。 （2）23月應(yīng)重新校驗(yàn)一次零點(diǎn)和量程。 （3）電極的再生大約1年左右進(jìn)行一次。當(dāng)測(cè)量范圍調(diào)整不過(guò)來(lái)，需要對(duì)溶解氧電極再生。電極再生包括更換內(nèi)部電解液、更換膜片、清洗銀電極。假如觀看銀電極有氧化現(xiàn)象，可用細(xì)砂紙拋光。 （4）在使用中如發(fā)覺(jué)電極泄露，必需更換電解液。 2、溶解氧儀的標(biāo)定 溶解氧儀的標(biāo)定方法一般可采納標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)定或現(xiàn)場(chǎng)取樣

7、標(biāo)定。 （1）標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定法：標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定一般采納兩點(diǎn)標(biāo)定，即零點(diǎn)標(biāo)定和量程標(biāo)定。零點(diǎn)標(biāo)定溶液可采納2%的Na2SO3溶液。量程標(biāo)定溶液可依據(jù)儀表測(cè)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(chǎng)取樣標(biāo)定法（Winkler法）：在實(shí)際使用中，多采納Winkler方法對(duì)溶解氧分析儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。使用該方法時(shí)存在兩種狀況：取樣時(shí)儀表讀數(shù)為M1，化驗(yàn)分析值為A，對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定時(shí)儀表讀數(shù)仍為M1，這時(shí)只須調(diào)整儀表讀數(shù)等于A即可；取樣時(shí)儀表讀數(shù)為M1，化驗(yàn)分析值為A，對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定時(shí)儀表讀數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)镸2，這時(shí)不能將調(diào)整儀表讀數(shù)等于A，而應(yīng)將儀表讀數(shù)調(diào)整為1MAM2。 3、使用中應(yīng)留意的問(wèn)題 由于溶解氧電極信號(hào)阻抗較高（約20M），溶解氧電極與轉(zhuǎn)換器之間距離大為50m；溶解氧電極不用時(shí)也應(yīng)處于工作狀態(tài)，可接在溶解氧轉(zhuǎn)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(yīng)置于無(wú)氧環(huán)境極化12h；由于溫度變化對(duì)電極膜的集中和氧溶解度有較大影響，標(biāo)定