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影响溶解氧在线监测仪中氧的溶解度的因素

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影响溶解氧在线监测仪中氧的溶解度的因素
发布时间:2016-03-31   点击次数:505次
    溶解氧在线监测仪是测定水中溶解氧的装置,采用进口的极谱式溶解氧电极,免维护,无需更换电解液及电解膜,具有超长的使用寿命;采用高清晰彩色液晶触摸屏显示,操作方便,可显示当前溶解氧值、温度值、时间及当前流速,测量数据直读。
    溶解氧在线监测仪工作原理是氧透过隔膜被工作电极还原,产生与氧浓度成正比的扩散电流,通过测量此电流,得到水中溶解氧的浓度。根据浓度不同,隔膜电极分为极谱式和原电池式两种类型。极谱式隔膜电极以银-氯化银作为对电极,电极内部电解液为氯化钾,电极外部为厚度25-50μm的聚乙烯和聚四氟乙烯薄膜,薄膜挡住了电极内外液体交流,使水中溶解氧渗入电极内部,两电极间的电压控制在0.5-0.8V,通过外部电路测得扩散电流可知溶解氧浓度。原电池式用银作阳电极,铅作阴电极。阳电极和银电极浸入氢氧化钾电解池中,形成两个半电池,外层同样用薄膜封住。溶解氧在阳极被还原,产生扩散电流,通过测定扩散电流可得溶解氧浓度。
    影响溶解氧在线监测仪中氧的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐,另外氧通过溶液扩散比通过膜扩散快,如流速太慢会产生干扰。
    1. 温度的影响由于温度变化,膜的扩散系数和氧的溶解度都将发生变化,直接影响到溶氧电极电流输出,常采用热敏电阻来消除温度的影响。温度上升,扩散系数增加,溶解度反而减小。温度对溶解度系数a 的影响可以根据Henry 定律来估算,温度对膜扩散系数β可以通过阿仑尼乌斯定律来估算。
    (1)氧的溶解度系数:由于溶解度系数a 不仅受温度的影响,而且受溶液的成分的影响。在相同氧分压下,不同组分的实际氧浓度也可能不同。根据亨利定律可知氧浓度与其分压成正比,对于稀溶液,温度变化溶解度系数a 的变化约为2%/ ℃。
    (2)膜的扩散系数:根据阿仑尼乌斯定律,溶解度系数β与温度T 的关系为: C=KPo2·exp(-β/T),其中假定K、Po2 为常数,则可以计算出β在25℃时为2.3%/ ℃。当溶解度系数a 计算出来后,可通过仪表指示和化验分析值对比计算出膜的扩散系数(这里略去计算过程),膜的扩散系数在25℃时为1.5%/℃。
    2. 大气压的影响根据Henry 定律,气体的溶解度与其分压成正比。氧分压与该地区的海拔高度有关,高原地区和平原地区的差可达20%,使用前必须根据当地大气压进行补偿。有些仪表内部配有气压表,在标定时可自动进行校正;有些仪表未配置气压表,在标定时要根据当地气象站提供的数据进行设置,如果数据有误,将导致较大的测量误差。
    3. 溶液中含盐量盐水中的溶解氧明显低于自来水中的溶解氧,为了准确测量,必须考虑含盐量对溶解氧的影响。在温度不变的情况下,盐含量每增加100mg/L,溶解氧降低约1%。如果仪表在标定时使用的溶液的含盐量低,而实际测量的溶液的含盐量高,也会导致误差。在实际使用中必须对测量介质的含盐量进行分析,以便准确测量及正确补偿。
    4. 样品的流速氧通过膜扩散比通过样品进行扩散要慢,必须保证电极膜与溶液完全接触。对于流通式检测方式,溶液中的氧会向流通池内扩散,使靠近膜的溶液中的氧损失,产生扩散干扰,影响测量。为了测量准确,应增加流过膜的溶液的流量来补偿扩散失去的氧,样品的zui小流速为0.3m/s。
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