Enciclopedia della conoscenza del misuratore di ossigeno disciolto
Come funziona il misuratore di ossigeno disciolto
Gli analizzatori di ossigeno disciolto utilizzano principalmente elettrodi a diaframma come trasduttori per convertire la concentrazione di ossigeno disciolto (in realtà la pressione parziale dell'ossigeno) in segnali elettrici, che vengono quindi amplificati e regolati (compresa la compensazione della salinità e della temperatura) e visualizzati mediante conversione da analogico a digitale. Esistono due tipi di elettrodi a membrana per la misurazione dell'ossigeno disciolto: polarografici (Polarografia) e celle galvaniche (Galvanic Cell). Polarografia: nell'elettrodo, un anello d'oro (Au) o un anello d'oro di platino (Pt) viene utilizzato come catodo; come anodo viene utilizzato argento-cloruro d'argento (o mercurio-cloruro di mercurio). L'elettrolita è una soluzione di cloruro di potassio. La superficie esterna del catodo è ricoperta da una pellicola permeabile all'ossigeno. Il film può adottare materiali traspiranti come politetrafluoroetilene, cloruro di polivinile, polietilene, gomma siliconica, ecc. Una tensione di polarizzazione da 0,5 a 1,5 volt viene applicata tra gli elettrodi del catodo e dell'anodo. Alcuni hanno una tensione di polarizzazione di 0.7 volt. Quando l'ossigeno disciolto permea attraverso la membrana e raggiunge la superficie del catodo d'oro, sull'elettrodo si verifica la seguente reazione.
Il catodo è ridotto: O2 più 2H2O più 4e→4OHˉ; contemporaneamente l'anodo viene ossidato: 4Clˉ più 4Ag-4e→4AgCl; in circostanze normali, il valore della corrente di diffusione i∞ generata dalla suddetta reazione di riduzione-ossidazione è proporzionale alla concentrazione di ossigeno disciolto. Può essere rappresentato dalla seguente formula:
i∞=nFA(Pm/L)Cs Nella formula: i∞-corrente di diffusione in stato stazionario n-numero di elettroni di guadagno e perdita; Costante F-Faraday (96500 coulomb); Superficie del catodo A (centimetro quadrato); Coefficiente di penetrazione del film in pm (cm2/sec); Spessore pellicola L (cm); Concentrazione di ossigeno disciolto Cs (ppm). Quando la struttura dell'elettrodo e il film sono determinati, A, Pm, L, n, ecc. nella formula sono tutte costanti. Sia K= nFA(Pm/L), quindi nella formula precedente: i∞=KCs.
Pertanto, si può vedere che fintanto che viene misurata la corrente di diffusione i∞, è possibile misurare la concentrazione di ossigeno disciolto. Per eliminare l'influenza della temperatura, della salinità e della pressione dell'aria, ogni modello utilizza la propria tecnologia per compensare. Cella galvanica: quando le molecole di ossigeno esterne penetrano nel film nella fase interna dell'elettrodo e raggiungono l'interfaccia trifase del catodo, si verifica la seguente reazione.
Il catodo d'argento viene ridotto: O2 più 2H2O più 4e→4OHˉ Allo stesso tempo, l'anodo di piombo viene ossidato: 2Pb più 2KOH più 4OHˉ-4e→2KHPbO2 più 2H2O Cioè, l'ossigeno viene ridotto a ioni idrossido sul catodo d'argento e, allo stesso tempo, il circuito esterno Guadagno di elettroni; l'anodo di piombo è sostituito da idrossido di potassio
La soluzione si corrode per generare acido di piombo idrogeno di potassio e allo stesso tempo emette elettroni al circuito esterno. Dopo aver collegato il circuito esterno, passa una corrente di segnale e il suo valore è proporzionale alla concentrazione di ossigeno disciolto.
IL
Metodo di calibrazione del misuratore di ossigeno disciolto
Gli analizzatori di ossigeno disciolto possono generalmente essere calibrati con soluzioni standard o campionamento in loco.
(1) Metodo di calibrazione della soluzione standard del misuratore di ossigeno disciolto: la calibrazione della soluzione standard generalmente adotta la calibrazione a due punti, ovvero la calibrazione del punto zero e la calibrazione dell'intervallo. La soluzione di calibrazione del punto zero può utilizzare una soluzione di Na2SO3 al 2%. La soluzione di calibrazione del range può essere selezionata in base al range di misura dello strumento: soluzione 4 M KCl (2 mg/L); Soluzione di metanolo al 50% (21,9 mg/L).
(2) Metodo di campionamento e calibrazione in loco del misuratore di ossigeno disciolto (metodo Winkler): nell'uso effettivo del misuratore di ossigeno disciolto, il metodo Winkler viene spesso utilizzato per la calibrazione in loco del misuratore di ossigeno disciolto. Quando si utilizza questo metodo, ci sono due situazioni: durante il campionamento, la lettura del contatore è M1 e il valore analitico è A. Quando il contatore è calibrato, la lettura del contatore è ancora M1. A questo punto, è solo necessario regolare la lettura del contatore in modo che sia uguale ad A; durante il campionamento, la lettura del misuratore è M1, il valore dell'analisi di laboratorio è A e la lettura del misuratore viene modificata in M2 quando il misuratore è calibrato. In questo momento, la lettura del contatore non può essere regolata in modo che sia uguale ad A, ma la lettura del contatore dovrebbe essere regolata su 1MA×M2.
