溶解氧監(jiān)測(cè)儀電解原理

溶解氧儀適用于各種環(huán)境中溶解氧含量的測(cè)量，特別是養(yǎng)殖水體、光合作用和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。很多人都很好奇這個(gè)儀表的工作原理。一個(gè)小儀表實(shí)際上可以測(cè)量水中的氧氣含量。那么溶解氧儀的工作原理是什么呢？

溶解氧儀一般采用隔膜電極作為換能器，將溶解氧濃度（實(shí)際上是氧分壓）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后進(jìn)行放大調(diào)整（包括鹽度和溫度補(bǔ)償），通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示。

溶解氧儀的電解質(zhì)是鉀溶液。陰極的外表面覆蓋有透氧膜。隔膜可以由透氣材料制成，例如聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯和硅橡膠。在陽(yáng)極和陰極之間施加0.5～1.5伏的極化電壓。一些極化電壓0.7 伏。當(dāng)溶解氧通過(guò)薄膜到達(dá)金陰極表面時(shí)，在電極上發(fā)生如下反應(yīng)：

陰極還原：O2+2H2O+4e→4OHˉ；同時(shí)陽(yáng)極被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl；一般情況下，還原氧化反應(yīng)產(chǎn)生的擴(kuò)散電流i∞的值與溶解氧濃度成正比。可以用以下公式表示：

i∞=nFA(Pm/L)Cs 其中： i∞-穩(wěn)定擴(kuò)散電流 n-獲得和失去的電子數(shù)；F-法拉第常數(shù)（96500 庫(kù)侖）；A-陰極表面積（平方厘米）；Pm-薄膜滲透系數(shù)（cm2/sec）；L-薄膜厚度（cm）；Cs-溶解氧濃度（ppm）。當(dāng)電極結(jié)構(gòu)和薄膜確定時(shí)，A、Pm、L、n等都是公式中的常數(shù)。設(shè)K=nFA(Pm/L)，則上式中：i∞=KCs。

由以上內(nèi)容可知，只要能測(cè)出擴(kuò)散電流i∞，就可以測(cè)出溶解氧濃度。為了消除溫度、鹽度和氣壓的影響，每個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品都使用自己的技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。原電池：當(dāng)外部氧分子穿透薄膜進(jìn)入電極內(nèi)相到達(dá)陰極三相界面時(shí)，發(fā)生如下反應(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成氫氧根離子，而同時(shí)，電路外接。獲得電子；鉛陽(yáng)極被氫氧化鉀溶液腐蝕，生成氫鉀鉛酸，同時(shí)向外電路輸出電子。接通外電路后，會(huì)有信號(hào)電流通過(guò)，其值與溶解氧濃度成正比。