便携式溶解氧分析仪的原理介绍

    便携式溶解氧分析仪(以下简称仪器)，主要是为方便用户携带到现场操作而设计的。该仪器可分为传感器和电子单元两个部份。

    传感器采用极谱型复膜氧电极。电子单元为带有自动温度补偿的集成运算放大器组成。仪器采用31／2位液晶显示可显示溶解氧值和温度。

    工作原理

    仪器由极谱型复膜氧电极与带有微处理机电子单元两大部分组成。

    极化电压输出0.7伏左右电压，施加于氧电极上，银接电源正极，黄金接电源负极。黄金电极与I-V转换单元的集成运算放大器连接。

    在此单元中，来自于电极的电流讯号转换成电压讯号，同时对电极的温度系数作部份补偿；

    I-V单元的输出讯号，再送入温度补偿单元中，对电极温度系数进行全补偿，后由数字显示测量结果。

    3.1氧传感器

    氧传感器称氧电极。电极的阴极由Φ4mm黄金片组成，阳极即参比电极为银电极，两极的空间充入电解液，顶端被聚四氟烯薄膜复盖；

    当在金极与银极间加0.7伏左右极化电压后，渗透过薄膜的氧在黄金阴极上还原产生如下反应：

    阴极：O2+2H2O+4e→4OH- (1)

    银阳极发生的反应如下：

    阳极：4Ag++4Cl--4e→4AgCl (2)

    由于电极上发生氧化－还原反应，电子转移产生了正比于样品中氧分压的电流。无氧时，氧电极中没有电流，有氧时，电流大小可用下列公式表示：

    Pm

    l＝K?N?F?A----?Cs (3)

    dm

    式中：K：为常数；

    N：反应过程中得失电子数

    F：为法拉第常数

    Pm：为薄膜的渗透系数；

    dm：为薄膜的厚度；

    A：为阴极面积；

    Cs：为样品中的氧分压；

    l：为扩散电流。

    当电极结构固定。阴极面积一定。薄膜的种类与厚度一定。A.Pm.dm均为常数，此时式(3)变为：

    i＝k?Cs (4)

    式(4)表明，在一定温度下，扩散电流的大小与样品中氧分压成正比例关系。测得电流值的大小，便可知样品中氧浓度。

    仪器用已知溶解氧浓度的标准样品校准至跨度后，使可以直接读出被测样品中溶解氧浓度。