Encyklopedia wiedzy o mierniku rozpuszczonego tlenu
Jak działa miernik tlenu rozpuszczonego
Analizatory tlenu rozpuszczonego najczęściej wykorzystują elektrody membranowe jako przetworniki do przekształcania stężenia rozpuszczonego tlenu (właściwie ciśnienia cząstkowego tlenu) na sygnały elektryczne, które są następnie wzmacniane i dostosowywane (w tym kompensacja zasolenia i temperatury) oraz wyświetlane przez konwersję analogowo-cyfrową. Istnieją dwa rodzaje elektrod membranowych do pomiaru rozpuszczonego tlenu: polarograficzna (polarografia) i ogniwo galwaniczne (ogniwo galwaniczne). Polarografia: W elektrodzie jako katodę stosuje się złoty pierścień (Au) lub złoty pierścień platynowy (Pt); jako anodę stosuje się srebro-chlorek srebra (lub chlorek rtęci-rtęci). Elektrolitem jest roztwór chlorku potasu. Zewnętrzna powierzchnia katody pokryta jest warstwą przepuszczającą tlen. Folia może przyjmować oddychające materiały, takie jak politetrafluoroetylen, polichlorek winylu, polietylen, kauczuk silikonowy itp. Napięcie polaryzacji od 0,5 do 1,5 wolta jest przykładane między elektrodami katodowymi i anodowymi. Niektóre mają napięcie polaryzacji 0,7 wolta. Kiedy rozpuszczony tlen przenika przez membranę i dociera do powierzchni złotej katody, na elektrodzie zachodzi następująca reakcja.
Katoda jest zredukowana: O2 plus 2H2O plus 4e→4OHˉ; jednocześnie utlenia się anoda: 4Clˉ plus 4Ag-4e→4AgCl; w normalnych warunkach wartość prądu dyfuzyjnego i∞ generowanego przez powyższą reakcję redukcji-utleniania jest proporcjonalna do stężenia rozpuszczonego tlenu. Można to przedstawić za pomocą następującego wzoru:
i∞=nFA(Pm/L)Cs We wzorze: i∞-prąd dyfuzyjny w stanie ustalonym n-liczba elektronów zysku i utraty; Stała F-Faradaya (96500 kulombów); Pole powierzchni katody A (centymetr kwadratowy); Współczynnik penetracji Pm-film (cm2/s); Grubość warstwy L (cm); Stężenie rozpuszczonego tlenu Cs (ppm). Po określeniu struktury elektrody i warstwy, A, Pm, L, n itd. we wzorze są stałymi. Niech K= nFA(Pm/L), to w powyższym wzorze: i∞=KCs.
Można zatem zauważyć, że dopóki mierzony jest prąd dyfuzji i∞, można mierzyć stężenie rozpuszczonego tlenu. Aby wyeliminować wpływ temperatury, zasolenia i ciśnienia powietrza, każdy model wykorzystuje własną technologię kompensacji. Ogniwo galwaniczne: Kiedy cząsteczki tlenu z zewnątrz przenikają przez błonę do wewnętrznej fazy elektrody i docierają do trójfazowego interfejsu katody, zachodzi następująca reakcja.
Srebrna katoda jest redukowana: O2 plus 2H2O plus 4e→4OHˉ W tym samym czasie anoda ołowiana jest utleniana: 2Pb plus 2KOH plus 4OHˉ-4e→2KHPbO2 plus 2H2O Oznacza to, że tlen jest redukowany do jonów wodorotlenkowych na srebrna katoda, a jednocześnie zewnętrzny obwód Zyskaj elektrony; anoda ołowiana jest zastąpiona wodorotlenkiem potasu
Roztwór koroduje, tworząc kwas wodorowo-ołowiowy potasowy, a jednocześnie wysyła elektrony do obwodu zewnętrznego. Po podłączeniu zewnętrznego obwodu przepływa przez niego prąd sygnałowy, którego wartość jest proporcjonalna do stężenia rozpuszczonego tlenu.
ten
Metoda kalibracji miernika tlenu rozpuszczonego
Analizatory tlenu rozpuszczonego można generalnie kalibrować za pomocą roztworów wzorcowych lub pobierać próbki na miejscu.
(1) Metoda kalibracji roztworu standardowego miernika tlenu rozpuszczonego: Kalibracja roztworu standardowego zasadniczo przyjmuje kalibrację dwupunktową, to znaczy kalibrację punktu zerowego i kalibrację zakresu. Roztwór do kalibracji punktu zerowego może wykorzystywać 2-procentowy roztwór Na2SO3. Roztwór do kalibracji zakresu można wybrać zgodnie z zakresem pomiarowym przyrządu: 4 M roztwór KCl (2 mg/l); 50-procentowy roztwór metanolu (21,9 mg/l).
(2) Metoda pobierania próbek i kalibracji miernika tlenu rozpuszczonego na miejscu (metoda Winklera): W rzeczywistym użyciu miernika tlenu rozpuszczonego metoda Winklera jest często stosowana do kalibracji miernika tlenu rozpuszczonego na miejscu. Podczas korzystania z tej metody występują dwie sytuacje: podczas pobierania próbek odczyt licznika wynosi M1, a wartość analityczna to A. Po kalibracji miernika odczyt licznika nadal wynosi M1. W tym momencie wystarczy tylko wyregulować odczyt licznika, aby był równy A; podczas pobierania próbek odczyt licznika to M1, wartość analizy laboratoryjnej to A, a odczyt licznika zmienia się na M2, gdy miernik jest kalibrowany. W tym czasie odczyt licznika nie może być ustawiony tak, aby był równy A, ale odczyt licznika powinien być ustawiony na 1MA×M2.
