电子器件

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。