新品溶氧儀的故障處理以及測試原理
溶解氧儀是測量溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的含量。氧氣通過周圍的空氣、空氣流動和光合作用溶解于水中?？捎脕頊y量用來對氧含量會影響反應(yīng)速度、流程效率或環(huán)境的流程行監(jiān)控:如水產(chǎn)養(yǎng)殖、生物反應(yīng)、環(huán)境測試(湖、溪、海洋)、水/廢水處理、葡萄酒生產(chǎn)。
儀器點(diǎn)
溶解氧儀是測量溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的含量。氧氣通過周圍的空氣、空氣流動和光合作用溶解于水中。
通過呼吸和分解作用，溶解氧會在水中消耗，主要依靠空氣和光合作用行補(bǔ)充。水中氧的含量主要取決于溫度。溫水的氧濃度要低于冷水。但溶氧含量過對動植物會有害。
溶氧電可以用來測量現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)被測樣品水溶液內(nèi)的溶氧含量。由于溶解氧是水的質(zhì)量的主要標(biāo)之，因此溶氧電可廣泛用于各種場合下的溶氧含量的測量，尤其是養(yǎng)殖水、光合作用和呼吸作用及現(xiàn)場測量。在對溪水和湖水支持生物存活的能力行評估時，要行生化需氧量測試(BOD)在消耗氧氣的含有有機(jī)物的樣品水溶液變腐時對其行測量并確定溶氧濃度和樣品水溶液溫度之間的關(guān)系。
BDO-200A型中文在線溶氧儀是智能化在線連續(xù)監(jiān)測儀?？梢耘渥V式電，自動實(shí)現(xiàn)從ppb到ppm的寬范圍測量，是檢測鍋爐給水、凝結(jié)水、環(huán)保污水等行業(yè)的液體中氧含量測量的用儀器。溶氧電用薄膜將鉑陰，銀陽，以及電解質(zhì)與外界隔開，般情況下陰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膜擴(kuò)散，氧分壓越大，透過膜的氧就越多。當(dāng)溶解氧不斷地透過膜滲入腔體，在陰上還原而產(chǎn)生電流，此電流在儀表上顯示出來。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(百分之幾)。有些儀表將計(jì)算出的氧含量和觀察到的濃度行得出飽和度百分比(O2% sat.)
確定溶氧有兩種方式，譜式和原電池式。譜式電需儀表輸入電壓對電行
化。由于外加電壓可能要15分鐘才能穩(wěn)定，因此譜式電使用前通常要行預(yù)熱確保電能妥當(dāng)化。原電池式的兩個由兩種不同的能自發(fā)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)生而不是外界提供的，因此原電池式電使用時無需譜式電化所需的"預(yù)熱"。
環(huán)境影響
適當(dāng)?shù)娜苎鯇玫乃|(zhì)是不可少的，所有的生命形態(tài)都需要氧。天然的溪水凈化過程要求有恰當(dāng)?shù)难鹾抗┙o有氧生命形態(tài)。如水中的氧含量低于5.0mg/L，水生物生存就有困難，濃度越低越困難。如氧含量低于1-2mg/L并持續(xù)幾小時將導(dǎo)致水生物大批死亡。
應(yīng)用場合
溶氧電可用來測量用來對氧含量會影響反應(yīng)速度、流程效率或環(huán)境的流程行監(jiān)控:如水產(chǎn)養(yǎng)殖、生物反應(yīng)、環(huán)境測試(湖、溪、海洋)、水/廢水處理、葡萄酒生產(chǎn)
溫度補(bǔ)償
對標(biāo)準(zhǔn)溶氧測量說，溫度影響到氧的溶解度和擴(kuò)散速度，因此須行溫度補(bǔ)償。
鹽度修正
溶解鹽的存在限制了可溶解于水的氧的含量。氧的濃度和分壓之間的關(guān)系隨著每份樣品溶液鹽度的不同而變化，因此多數(shù)的儀表制商提供人調(diào)節(jié)鹽度來修正由離子濃度不同而成的變化。
生化需氧量
BOD 測試般用于污水處理廠，水處理廠需要知道微生物分解有機(jī)物質(zhì)時從水中消耗的氧的量，這點(diǎn)很重要。該測試可使水處理廠確定水處理的效力或仍然存在的污染量。通過測量定培養(yǎng)期起始及終止時溶解于樣品內(nèi)的氧的含量可以確定廢水、排出液和污水的相對需氧量?？赏ㄟ^測出時間1的溶氧(T1)，減去時間2的溶氧(T2);將該數(shù)值乘以終樣品體積(VF)并除以初樣品體積(V)來計(jì)算出BOD。
BOD (mg/L) = (T1 – T2)VF/V
故障處理
使用譜式電時，校正或測量前要預(yù)熱至少15-30分鐘。
為確保膜的電解液內(nèi)沒有氣泡，ASI膜帽在設(shè)計(jì)上要求在裝上膜頭時要排除掉所有液腔內(nèi)的空氣。
膜表面上不能留有何氣泡，否則它會將氣泡當(dāng)作氧飽和樣品行讀數(shù)。
即使使用的是帶有自動溫度補(bǔ)償?shù)膬x表，也要在接近樣品溶液的溫度下校正電。
電應(yīng)在空氣中校正，以空氣作為的飽和溶解氧標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。
由于電對氧的消耗，探頭表面氧的濃度會瞬間降低，因此測量時要對溶液行攪拌，這很重要。
如膜已破損則要行更換。
測定原理
常見的溶氧儀多采用隔膜電作換能器，將溶氧濃度(實(shí)際上是氧分壓)轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)放大、調(diào)整(包括鹽度、溫度補(bǔ)償)，由模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示。
溶氧儀實(shí)用的膜電有兩種類型:譜型(Polarography)和原電池型(Galvanic Cell)。譜型(Polarography):電中，由黃金(Au)環(huán)或鉑(Pt)金環(huán)作陰;銀-氯化銀(或汞-氯化亞汞)作陽。電解液為氯化鉀溶液。陰外表面覆蓋層透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡膠等透氣材料。陰陽兩電之間外加0.5~1.5伏的
化電壓。有的化電壓為0.7伏。當(dāng)溶解氧透過薄膜到達(dá)黃金陰表面，在電上發(fā)生如下反應(yīng)。
陰被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ
同時，陽被氧化:4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl
在正常情況下，上述還原-氧化反應(yīng)產(chǎn)生的擴(kuò)散電流i∞之值與溶氧濃度成正比?？捎孟率奖硎?
i∞=nFA(Pm/L)Cs
式中:i∞-穩(wěn)定狀態(tài)的擴(kuò)散電流
n-得失電子數(shù)
F-法拉常數(shù)(96500 庫侖)
A-陰表面積(平方厘米)
Pm-薄膜的滲透系數(shù)(厘米2/秒)
L-薄膜的厚度(厘米)
Cs-溶解氧濃度(ppm)
當(dāng)電結(jié)構(gòu)和薄膜確定之后，式中A、Pm、L、n等均為常數(shù)。令K= nFA(Pm/L)，則上
式中:i∞=KCs。
因此可見，只要測得擴(kuò)散電流i∞，即可測得溶解氧濃度。為消除溫度、鹽度和氣壓因素影響，各型號產(chǎn)品采用各自術(shù)行補(bǔ)償。
原電池型(Galvanic Cell):當(dāng)外界氧分子透過薄膜入電內(nèi)相到達(dá)陰的三相界面時，產(chǎn)生下式反應(yīng)。
銀陰被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ
同時，鉛陽被氧化:2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O
即:氧在銀陰上被還原為氫氧根離子，并同時向外電路獲得電子;鉛陽被氫氧化鉀溶液腐蝕，生成鉛酸氫鉀，同時向外電路輸出電子。接通外電路之后，便有信號電流通過，其值與溶氧濃度成正比。
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