最新4-化学仪表-溶解氧幻灯片.ppt

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1、4-化学仪表-溶解氧溶解氧表按传感器工作原理来分类：电流型和光谱型电流型：原电池式（现在基本不用）极谱式（平衡式、扩散式）光谱型：荧光淬灭2溶解氧溶氧（DO）是溶解氧(DissolvedOxygen)的简称，是表征水溶液中氧的浓度的参数影响溶解氧的因数氧气分压氧气溶解度溶液自身的特点（溶液成分含量不同溶解度不同）3电化学反应在外加电场作用下，电解液中所有电解质定向移动产生电流疏水透气膜使水中杂质不能进入电极，气体可以透过银阳极(+)4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-(存在氯离子时银会发生氧化反应)铂阴极(-)O2+2H2O+4e-=4OH-(氧分子减少并还原成氢氧根离子)Ag+e-

2、O2e-阳极阴极-+电解液7扩散型电极被测液体或气体O2O2O2IM=f(pO2)R膜阴极（Pt）玻璃绝缘体阳极/参比(Ag/AgCl)电解液（KCl）极化电压NTC22k电流UPolUC阴极参比Ag/AgCl+阳极温度元件e-e-e-e-e-8极限扩散电流极化电压V=V阳＋V阴＋V溶液极化电流I=(DScnF)/(LM)式中：D—溶解氧的扩散系数（与温度有关）S—溶氧传感器阴极的表面积（与污染有关）c—溶解氧浓度n—氧的得失电子数（常数）F—法拉第常数L—扩散层的厚度（与膜加工和流速有关）M—氧的分子量（常数）将常数n、F和M合并后：I=(kDSc)/L9影响测量准确性的因素温度

3、；流量；水样杂质；本底电流；电极老化；还原剂；干扰；10温度的影响仪表校准时温度与被测水样温度不同，单位电流反应的溶氧量也不一样，给测量带来误差。主要是因为透氧膜的透过率和温度有关，另外，温度不同电解液中电荷移动速率不同，电流发生变化。最好的解决方式是水样恒温，或者厂家通过软件做温度补偿。11流量的影响极限扩散电流I与扩散层的厚度L有关，扩散层由两部分组成。一部分是膜的厚度，由膜的加工质量决定。如果膜的厚度比正常设计值厚，会使氧通过膜的扩散速度减慢，造成测量灵敏度降低，这可以通过仪表标定加以消除（更换膜后，必须重新进行标定）。另一部分扩散层是与膜外表面紧密接触的水膜（水的静止层），这

4、部分扩散层的厚度取决于水流速度。水流速度越高，水膜厚度越小，氧扩散的速度越高，从而使测量值增高。反之亦然。因此必须严格控制测量时水样流速在要求的范围内，最好与标定时的流速相同。12杂质影响水中铁离子在透氧膜表面沉积，影响氧的渗透，相当于减小阴极面积S.氧化铁和其他沉积物可能在流速低的水平段管子中沉积，产生类似色谱柱一样的保持作用，导致很长的滞后时间膜破裂，水样中电解质进入电解液，极化电流变化。取样系统泄漏，空气进入水样，溶解氧比实际值偏大。13本底电流的影响扩散型溶解氧测量传感器需要定期进行膜和内参比液的更换。电解液中溶解的氧会参与电极反应，产生本底电流，导致仪表显示数值高，只有电解

5、液中的溶解氧全部消耗掉，此时的电极电流才能真实反映被测水样中溶解氧含量，一般需要6h或者更长，才能进行标定。如果更换膜操作不当，在传感器内部存在气泡，常温常压下，同体积的空气中的氧含量是同体积水中溶解的氧量的约３０倍，从而大大降低溶解氧测量的响应速度。因此，更换膜时要特别注意传感器内部电解液中不能有气泡存在。14电极老化电极长期运行后生成的氯化银（AgCl）沉淀不断增加，与氢氧化钾反应后在阳极表面生成氢氧化银，并进一步转化成黑色氧化银（Ag2O）沉淀，附着在银电极表面，改变了阳极性质，导致阳极电位增大，外加电压不变的情况下，阴极电位相应减少，可能落入活化控制区，电解电流随极化电压升高

6、而升高，从而造成测量误差。阳极老化后，可以在更换膜的同时用稀氨水清洗。为了防止老化，长期不用的溶解氧电极应保存在无氧水中。某些电极的阴极采用镀金，长时间运行可能有部分脱落，等效减少反应面积S，使测量值偏低。15还原剂的影响水样中存在还原剂，如氢、联氨等，在水样中以气态存在，可以透过膜在电极上发生不希望发生的反应，产生负误差。这就是在核电厂或者测内凉水溶氧时示值为零甚至为负值的原因。还原剂产生的误差大小与还原剂和溶解氧的相对浓度、电解池类型有关，因此，应考虑仪表制造厂的注意事项和限制。16电磁干扰氧传感器电流为nA级，二次仪表阻抗很高，极易受电磁干扰，所以要求信号电缆采用同轴屏蔽电缆。

7、17平衡型传感器自动调节V，使Vk恒定膜膜阳极阴极O2KClO2绝缘体绝缘体O2+4H++4e-=2H2O2H2O=O2+4H++4e-VVk参比电极18工作原理平衡型传感器一般由三电极组成，其中阳极和阴极均由贵金属铂或金制成，另外还有一支参比电极。溶氧仪氧通过参比电极测量阴极相对于参比电极的电位Vk，并通过自动调节槽压V以达到维持阴极的电极电位Vk保持恒定，从而保证阴极表面溶解氧的还原反应受扩散控制。由于阳极也是贵金属，不可能发生金属的氧化反应，只能发生