溶解氧测定仪简明原理

常见的溶氧仪多采用隔膜电极作换能器，将溶氧浓度(实际上是氧分压)转换成电信号，再经放大、调整(包括盐度、温度补偿)，由模数转换显示。

溶氧仪实用的膜电极有两种类型：极谱型(Polarography)和原电池型(Galvanic Cell)。极谱型(Polarography)：电极中，由黄金(Au)环或铂(Pt)金环作阴极;银-氯化银(或汞-氯化亚汞)作阳极。电解液为氯化钾溶液。阴极外表面覆盖一层透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡胶等透气材料。阴阳两电极之间外加0.5～1.5伏的

极化电压。有的极化电压为0.7伏。当溶解氧透过薄膜到达黄金阴极表面，在电极上发生如下反应。

阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ

同时，阳极被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl

在正常情况下，上述还原-氧化反应产生的扩散电流i∞之值与溶氧浓度成正比。可用下式表示：

　　i∞=nFA(Pm/L)Cs

　　式中：i∞-稳定状态的扩散电流

　　n-得失电子数

　　F-法拉第常数(96500 库仑)

　　A-阴极表面积(平方厘米)

　　Pm-薄膜的渗透系数(厘米2/秒)

　　L-薄膜的厚度(厘米)

　　Cs-溶解氧浓度(ppm)

当电极结构和薄膜确定之后，式中A、Pm、L、n等均为常数。令K= nFA(Pm/L)，则上式中：i∞=KCs。

因此可见，只要测得扩散电流i∞，即可测得溶解氧浓度。为消除温度、盐度和气压因素影响，各型号产品采用各自技术进行补偿。

原电池型(Galvanic Cell)：当外界氧分子透过薄膜进入电极内相到达阴极的三相界面时，产生下式反应。

银阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ

同时，铅阳极被氧化：2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O

即：氧在银阴极上被还原为氢氧根离子，并同时向外电路获得电子;铅阳极被氢氧化钾溶液腐蚀，生成铅酸氢钾，同时向外电路输出电子。接通外电路之后，便有信号电流通过，其值与溶氧浓度成正比。

溶解氧仪分类

按便携性分为：便携式溶解氧仪，台式溶解氧仪和笔式溶解氧仪。

按用途分为：实验室用溶解氧仪，工业在线溶解氧仪等。

按先进程度分为：经济型溶解氧仪，智能型溶解氧仪，精密型溶解氧仪或分为指针式溶解氧仪，数显式溶解氧仪。

笔式溶解氧仪，一般制成单一量程，测量范围狭，为专用简便仪器。

便携式和台式溶解氧仪测量范围较广，常用仪器，不同点是便携式采用直流供电，可携带到现场。实验室溶解氧仪测量范围广、功能多、测量精度高。

工业用溶解氧仪的特点是要求稳定性好、工作可靠，有一定的测量精度、环境适应能力强、抗干扰能力强，具有模拟里量输出、数字通讯、上下限报*和控制功能等。