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浅析E+H溶解氧电极的工作原理和维护

2021.3.02

  E+H溶解氧电极采用极谱式电极,阳电极为Ag/AgCl、阴电极为铂金(Pt)组成,两者之间充满特殊成份的是电解液。由硅橡胶渗透膜包裹于电极四周。测量时,电极间加上675mV的极化电压,氧渗透过隔膜在阴极消耗,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,二次表检测到此电流,再经过一系列变换,得到氧浓度和氧含量.同时,NTC(负温度系数热敏电阻)检测被测量液的温度,二次表采样后进行温度补偿,将氧浓度或氧含量折算成25℃时的值。
    阴极反应:O2+2H2O+4e→4OH
    阳极反应:4Ag+4Cl-→4AgCl+4e
    E+H溶解氧电极的工作原理
    水中的氧必须透过薄膜达到阴极的表面才能被电极还原。因此,氧在扩散到阴极表面需克服一些阻力,其中zui为重要的是靠近薄膜的液膜阻力和薄膜本身的阻力。对原电池型的电极,非常重要的一点是主要阻力应落在薄膜上,即薄膜的阻力远大于液膜阻力,这样被测液体的流动引起的阻力的变化对氧扩散的影响可以减到zui小。因此,从式(1)可以看出测氧实质上是测定氧的扩散速度。
    IS = N FA (Pm/dm)P0 (1)
    式中 IS为输出电流,N 为氧被还原所得电子数,F为法拉第常数,A 为阴极表面积,Pm 塑料膜的扩散系数,dm为膜的厚度,P0为被测液体中的氧的分压。
    基于这一原理,原电池型电极在测量粘稠的发酵液中的DO时,应尽量使用厚一点的薄膜,这样可使液膜阻力的变化,从而输出电流的波动小一些。对极谱型电极,则流体运动对电极的输出没有影响。
    E+H溶解氧电极的故障处理
    使用极谱式电极时,校正或测量前要预热至少15-30分钟。
    为确保膜的电解液内没有气泡,ASI膜帽在设计上要求在装上膜头时要排除掉所有液腔内的空气。
    膜表面上不能留有任何气泡,否则它会将气泡当作氧饱和样品进行读数。
    即使使用的是带有自动温度补偿的仪表,也要在接近样品溶液的温度下校正电极。
    E+H溶解氧电极应在空气中校正,以空气作为100%的饱和溶解氧标准点。
    由于电极对氧的消耗,探头表面氧的浓度会瞬间降低,因此测量时要对溶液进行搅拌,这很重要。如膜已破损则要进行更换。
    E+H溶解氧电极可用来测量用来对氧含量会影响反应速度、流程效率或环境的流程进行监控:如水产养殖、生物反应、环境测试(湖、溪、海洋)、水/废水处理、葡萄酒生产。 T401ppm型溶解氧电有较高的稳定性和可靠性,可在恶劣环境中使用,维护量也较小。
  


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