1.校準(zhǔn)功能:
為了測(cè)得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,溶解氧電極測(cè)量前必須進(jìn)行極化和校準(zhǔn),儀器具有多種校準(zhǔn)功能,有零校準(zhǔn)、滿度校準(zhǔn)、氣壓校準(zhǔn)、和鹽度校準(zhǔn)。極化:新電極、24小時(shí)以上不進(jìn)行使用的電極或更換電解液的電極,電極需30—60分鐘通電極化時(shí)間,電極離開(kāi)儀器或關(guān)機(jī)1小時(shí)內(nèi)需要5-25分鐘通電極化時(shí)間,極化后,才能進(jìn)行校準(zhǔn)和測(cè)量。
2.零氧校準(zhǔn):
將溶解氧電極放入5%的新鮮配制的亞硫酸鈉溶液中,在儀器處于測(cè)量狀態(tài)下,按“模式”鍵,儀器進(jìn)入模式選擇狀態(tài),按上鍵或下鍵選擇“Zero”模式狀態(tài);或儀器處于模式選擇狀態(tài)下,直接按上鍵或下鍵選擇Zero模式狀態(tài),按確定鍵儀器進(jìn)入零氧校準(zhǔn)功能狀態(tài)。待讀數(shù)穩(wěn)定后按確定鍵,儀器退出Zero模式狀態(tài),進(jìn)入模式選擇狀態(tài),零氧校準(zhǔn)結(jié)束。當(dāng)儀器處于零氧校準(zhǔn)時(shí),在按下確定鍵之前,可以按測(cè)量鍵取消這一狀態(tài),進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。
3.氣壓校準(zhǔn)
儀器測(cè)得的溶解氧值與大氣壓值有關(guān),儀器內(nèi)部預(yù)設(shè)的大氣壓值為101.3pa,測(cè)量前應(yīng)選擇合適的氣壓值。在儀器處于測(cè)量狀態(tài)下,按模式鍵,儀器進(jìn)入模式選擇狀態(tài),按上鍵或下鍵選擇Air模式選擇;或儀器處于模式選擇狀態(tài)下,直接按上鍵或下鍵選擇Air,按確定鍵儀器即進(jìn)入氣壓校準(zhǔn)功能狀態(tài)。此時(shí),儀器顯示當(dāng)前預(yù)設(shè)的大氣壓值,可以按上鍵或下鍵修改氣壓值,修改為實(shí)際氣壓值后,按確定鍵,則儀器完成氣壓校準(zhǔn)設(shè)定功能,自動(dòng)退出Air狀態(tài),進(jìn)入模式選擇狀態(tài)。當(dāng)儀器處于氣壓校準(zhǔn)時(shí),儀器顯示當(dāng)前的氣壓值,在按下確定鍵之前,可以按測(cè)量鍵取消這一狀態(tài),進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。
4.鹽度校準(zhǔn)
溶解氧值欲鹽度有關(guān),儀器內(nèi)部預(yù)設(shè)的鹽度0.0g/L,測(cè)量前應(yīng)選擇合適的鹽度值。在儀器處于測(cè)量狀態(tài)下,按模式鍵,儀器即進(jìn)入模式選擇狀態(tài),按上鍵或下鍵選擇Salt模式狀態(tài);或儀器處于模式選擇狀態(tài)下,直接按上鍵或下鍵選擇Salt模式狀態(tài),按確定鍵儀器進(jìn)入鹽度校準(zhǔn)功能狀態(tài)。此時(shí),儀器顯示當(dāng)前設(shè)置的鹽度,可以按上鍵或下鍵修改鹽度值,修改為實(shí)際鹽度值后,按確定鍵,則儀器完成鹽度校準(zhǔn)設(shè)定功能,自動(dòng)退出Salt模式,進(jìn)入模式選擇狀態(tài)。當(dāng)儀器處于鹽度校準(zhǔn)時(shí),儀器顯示當(dāng)前鹽度值,在按下確定鍵之前,可以按下“/測(cè)量”鍵取消這一狀態(tài),進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。(注意:一般情況下,不需要鹽度校準(zhǔn)的,儀器預(yù)設(shè)值為0.0g/L。
5.滿度校準(zhǔn)
把溶解氧電極從溶液中取出,用水沖洗干凈,用濾紙小心吸干薄膜表面的水分,并放入盛有蒸餾水容器(如三角燒瓶、高腳燒杯中)靠近水面的空氣上或者放入空氣中,但電極表面不能占上水滴,在儀器處于測(cè)量狀態(tài)下,按模式鍵,儀器即進(jìn)入模式選擇狀態(tài),按上鍵或下鍵選擇Full鍵模式狀態(tài);或儀器處于模式選擇狀態(tài)下,直接按上鍵或下鍵選擇Full模式狀態(tài),按確定鍵儀器即進(jìn)入滿度校準(zhǔn)功能狀態(tài)。待讀數(shù)穩(wěn)定后按確定鍵,儀器退出Full狀態(tài),進(jìn)入模式選擇狀態(tài),滿度校準(zhǔn)結(jié)束。當(dāng)儀器處于滿度校準(zhǔn)時(shí),在按下確定鍵之前,可以按測(cè)量鍵取消這一狀態(tài),進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。
溶解氧儀是測(cè)量溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的含量。氧氣通過(guò)周圍的空氣、空氣流動(dòng)和光合作用溶解于水中??捎脕?lái)測(cè)量用來(lái)對(duì)氧含量會(huì)影響反應(yīng)速度、流程效率或環(huán)境的流程進(jìn)行監(jiān)控:如水產(chǎn)養(yǎng)殖、生物反應(yīng)、環(huán)境測(cè)試(湖、溪、海洋)、水/廢水處理、葡萄酒生產(chǎn)。
儀器特點(diǎn)
溶解氧儀是測(cè)量溶解在水溶液內(nèi)的氧氣的含量。氧氣通過(guò)周圍的空氣、空氣流動(dòng)和光合作用溶解于水中。
通過(guò)呼吸和分解作用,溶解氧會(huì)在水中消耗,主要依靠空氣和光合作用進(jìn)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(guò)高對(duì)動(dòng)植物會(huì)有害。
溶氧電極可以用來(lái)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)被測(cè)樣品水溶液內(nèi)的溶氧含量。由于溶解氧是水的質(zhì)量的主要指標(biāo)之一,因此溶氧電極可廣泛用于各種場(chǎng)合下的溶氧含量的測(cè)量,尤其是養(yǎng)殖水、光合作用和呼吸作用及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。在對(duì)溪水和湖水支持生物存活的能力進(jìn)行評(píng)估時(shí),要進(jìn)行生化需氧量測(cè)試(BOD)在消耗氧氣的含有有機(jī)物的樣品水溶液變腐時(shí)對(duì)其進(jìn)行測(cè)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高智能化在線連續(xù)監(jiān)測(cè)儀??梢耘錁O譜式電極,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)從ppb級(jí)到ppm級(jí)的寬范圍測(cè)量,是檢測(cè)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(cè)量的專用儀器。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),一般情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)膜擴(kuò)散,氧分壓越大,透過(guò)膜的氧就越多。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)。有些儀表將計(jì)算出的氧含量和觀察到的濃度進(jìn)行比較得出飽和度百分比(O2%sat.)
確定溶氧有兩種方式,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
常見(jiàn)的溶氧儀多采用隔膜電極作換能器,將溶氧濃度(實(shí)際上是氧分壓)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),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)用的膜電極有兩種類型:極譜型(Polarography)和原電池型(Galvanic Cell)。極譜型(Polarography):電極中,由黃金(Au)環(huán)或鉑(Pt)金環(huán)作陰極;銀-氯化銀(或汞-氯化亞汞)作陽(yáng)極。電解液為氯化鉀溶液。陰極外表面覆蓋一層透氧薄膜。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(yáng)兩電極之間外加0.5~1.5伏的極化電壓。有的極化電壓為0.7伏。當(dāng)溶解氧透過(guò)薄膜到達(dá)黃金陰極表面,在電極上發(fā)生如下反應(yīng)。
陰極被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ
同時(shí),陽(yáng)極被氧化: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??捎孟率奖硎荆?/p>
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-法拉第常數(shù)(96500庫(kù)侖)
A-陰極表面積(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)電極結(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(jiàn),只要測(cè)得擴(kuò)散電流i∞,即可測(cè)得溶解氧濃度。為消除溫度、鹽度和氣壓因素影響,各型號(hào)產(chǎn)品采用各自技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
原電池型(Galvanic Cell):當(dāng)外界氧分子透過(guò)薄膜進(jìn)入電極內(nèi)相到達(dá)陰極的三相界面時(shí),產(chǎn)生下式反應(yīng)。
銀陰極被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ
同時(shí),鉛陽(yáng)極被氧化:2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O
即:氧在銀陰極上被還原為氫氧根離子,并同時(shí)向外電路獲得電子;鉛陽(yáng)極被氫氧化鉀溶液腐蝕,生成鉛酸氫鉀,同時(shí)向外電路輸出電子。接通外電路之后,便有信號(hào)電流通過(guò),其值與溶氧濃度成正比。