溶解氧測定儀的影響因素及工作原理分析

影響因素

影響氧的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽。此外，氧通過溶液的擴散速度比通過膜的速度快。如果流速太慢，就會發(fā)生干擾。

1、溫度的影響由于溫度的變化，膜的擴散系數(shù)和氧氣的溶解度都會發(fā)生變化，直接影響溶解氧電極的電流輸出。熱敏電阻常用于消除溫度的影響。隨著溫度升高，擴散系數(shù)增加，溶解度降低。溫度對溶解度系數(shù)a的影響可以通過Henry定律估算，溫度對膜擴散系數(shù)β可以通過阿侖尼烏斯定律估算。

(1) 氧氣的溶解度系數(shù)：由于溶解度系數(shù)a不僅受溫度影響，還受溶液成分的影響。在相同的氧分壓下，不同組分的實際氧濃度也可能不同。根據(jù)亨利定律，氧氣濃度與其分壓成正比。對于稀溶液，溶解系數(shù)a隨溫度變化的變化約為2%/℃。

(2)膜的擴散系數(shù)：根據(jù)阿倫尼烏斯定律，溶解度系數(shù)β與溫度T的關(guān)系為：C=KPo2·exp(-β/T)，其中K和Po2假定為常數(shù)，則可計算得出β在 25℃ 時為 2.3%/℃。計算溶解度系數(shù)a時，通過比較儀器示值和實驗室分析值即可計算出膜的擴散系數(shù)（計算過程在此省略）。25℃時膜的擴散系數(shù)為1.5%/℃。

2、大氣壓的影響根據(jù)Herny利定律，氣體的溶解度與其分壓成正比。氧氣的分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān)。高原地區(qū)與平原地區(qū)的差異可達20%。 使用前必須根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮哼M行補償。部分儀器配備氣壓計，校準(zhǔn)時可自動校正；有些儀器沒有配備氣壓表，校準(zhǔn)時應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁┑臄?shù)據(jù)進行設(shè)置。如果數(shù)據(jù)不正確，將導(dǎo)致較大的測量誤差。

3、溶液中的鹽分 鹽水中的溶解氧明顯低于自來水中的溶解氧。為了準(zhǔn)確測量，必須考慮鹽含量對溶解氧的影響。在恒溫條件下，含鹽量每增加100mg/L，溶解氧減少約1%。如果儀表用于校準(zhǔn)的溶液含鹽量低而實際測量的溶液含鹽量高，也會導(dǎo)致誤差。在實際使用中，必須對測量介質(zhì)的鹽分含量進行分析，以便準(zhǔn)確測量和正確補償。

4、樣品的流速氧氣通過膜的擴散比通過樣品的擴散慢，電極膜必須與溶液完全接觸。對于流通式檢測方法，溶液中的氧氣會擴散到流通池中，使靠近膜的溶液中的氧氣丟失，造成擴散干擾，影響測量。為準(zhǔn)確測量，應(yīng)增加溶液流過膜的流速以補償因擴散而損失的氧氣，樣品的較小流速為0.3m/

工作原理

水中的氧含量可充分顯示水自凈的程度。對于使用活化污泥的生物處理廠來說，了解曝氣池的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，會促進除厭氧微生物以外的生物活動，因而能去除揮發(fā)性物質(zhì)和易于自然氧化的離子，使污水得到凈化。

測定氧含量主要有三種方法：自動比色分析和化學(xué)分析測量，順磁法測量，電化學(xué)法測量，熒光法。水中溶氧量一般采用電化學(xué)法測量。

氧能溶于水，溶解度取決于溫度、水表面的總壓、分壓和水中溶解的鹽類。大氣壓力越高，水溶解氧的能力就越大，其關(guān)系由亨利（Henry）定律和道爾頓（Dalton）定律確定，亨利定律認為氣體的溶解度與其分壓成正比。

氧量測量傳感器由陰極（常用金和鉑制成）和帶電流的反電極（銀）、無電流的參比電極（銀）組成，電極浸沒在電解質(zhì)如KCl、KOH中，傳感器有隔膜覆蓋，覆膜將電極和電解質(zhì)與被測量的液體分開，只有溶解氣體能滲透覆膜，因此保護了傳感器，既能防止電解質(zhì)逸出，又可防止外來物質(zhì)的侵入而導(dǎo)致污染和毒化。

向反電極和陰極之間施加極化電壓，假如測量元件浸入在有溶解氧的水中，氧會通過隔膜擴散，出現(xiàn)在陰極上（電子過剩）的氧分子就會被還原成氫氧根離子[OH-]。電化學(xué)當(dāng)量的氯化銀沉淀在反電極上（電子不足），對于每個氧分子，陰極放出4個電子，反電極接受電子，形成電流：4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-。