溶解氧分析儀是測定分析水中溶解氧的裝置。一般由主機(jī)和氧電極系統(tǒng)兩部分內(nèi)容組成。氧電極由兩個與支持以及電解質(zhì)相接觸的金屬材料電極及選擇性進(jìn)行薄膜結(jié)構(gòu)組成。 其工作基本原理是氧透過隔膜被工作過程中電極可以還原，產(chǎn)生與氧濃度水平成正比的擴(kuò)散控制電流，通過數(shù)據(jù)測量此電流，得到提高水中溶解氧的濃度。根據(jù)一定濃度具有不同，隔膜電極主要分為極譜式和原電池式兩種產(chǎn)品類型。極譜式隔膜電極以銀-氯化銀作為對電極，電極體系內(nèi)部影響電解液為化鉀，電極對于外部為厚度25-50μm的聚乙烯和聚四氟乙烯薄膜，薄膜擋住了電極內(nèi)外離子液體之間交流，使水中溶解氧滲入電極實現(xiàn)內(nèi)部，兩電極間的電壓范圍控制在0.5-0.8V，通過企業(yè)外部設(shè)計電路技術(shù)測得擴(kuò)散提供電流計算可知溶解氧濃度。原電池式用銀作陽電極，鉛作陰電極。陽電極和銀電極浸入氫氧化鉀電解池中，形成發(fā)展兩個半電池，外層空間同樣用薄膜封住。溶解氧在陽極被還原，產(chǎn)生一種擴(kuò)散電流，通過實驗測定結(jié)果擴(kuò)散電流關(guān)系可得溶解氧濃度。
溶解氧計廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、水廠、污水處理、環(huán)保監(jiān)測研究機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域的水中溶解氧的測量。
溶解氧分析儀工作原理
溶解氧儀多采用隔膜電極作為換能器，將溶解氧濃度(實際上是氧分壓)轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換放大、調(diào)節(jié)(包括鹽度和溫度補(bǔ)償)和顯示。測量溶解氧有兩種實用的膜電極:極譜法和原電池法。極譜法:在電極中，金(Au)環(huán)或鉑(Pt)金環(huán)作為陰極；銀-氯化銀(或汞-氯化亞汞)用作陽極。電解質(zhì)是鉀溶液。陰極的外表面覆蓋有透氧膜。薄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。在陰極和陽極之間施加0.5 ~ 1.5伏的極化電壓。一些極化電壓為0.7伏。當(dāng)溶解氧穿過薄膜到達(dá)金陰極表面時，電極上發(fā)生以下反應(yīng)。
陰極被還原：O2+2H2O+4e→4OHˉ ; 同時，陽極被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl ;在正常發(fā)展情況下，上述分析還原-氧化技術(shù)反應(yīng)企業(yè)產(chǎn)生的擴(kuò)散控制電流 i∞之值與溶氧濃度水平成正比?？捎猛ㄟ^下式進(jìn)行表示：
在Cs方程i ∞=nFA（Pm/L）中，i ∞-穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散電流n-損失電子數(shù)；F-法拉第常數(shù)（96,500庫侖）；A-陰極表面積（cm2）；Pm-膜滲透系數(shù)（cm2）；L-膜厚度（cm）；Cs-溶解氧濃度（ppm）。 式中，當(dāng)確定電極結(jié)構(gòu)和薄膜時，A、Pm、L、n等為常數(shù)。 設(shè)K=nFA(Pm/L),其中i ∞=KCs。
因此，只要測量到擴(kuò)散電流 I ∞ ，do 的濃度就可以測量出來。為了消除溫度、鹽度和空氣壓力的影響，每種產(chǎn)品都采用自己的工藝進(jìn)行補(bǔ)償。原電池: 當(dāng)外面的氧分子通過薄膜進(jìn)入電極內(nèi)部的相中，達(dá)到陰極的三相界面，產(chǎn)生以下反應(yīng)。
銀陰極被還原:O2+2H2O+4e→4OHˉ，而鉛陽極被氧化:2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O，即氧氣在銀陰極上被還原成氫氧根離子，同時從外電路獲得電子；鉛陽極涂有氫氧化鉀。
溶液進(jìn)行腐蝕，生成鉛酸氫鉀，同時可以向外電路設(shè)計輸出一個電子。接通外電路之后，便有信號控制電流能夠通過，其值與溶氧濃度成正比。
溶解氧計的校準(zhǔn)方法
溶解氧分析儀可以通過標(biāo)準(zhǔn)溶液或現(xiàn)場取樣進(jìn)行校準(zhǔn)。
(1)溶解氧分析儀標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)方法:標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)一般采用兩點校準(zhǔn)，即零點校準(zhǔn)和量程校準(zhǔn)。零校準(zhǔn)溶液可以是2% Na2SO3溶液。根據(jù)儀器的測量范圍，校準(zhǔn)溶液可以是4 M KCl溶液(2mg // u 002 fl)；50%甲醇溶液(21.9毫克)。
?。?）溶解氧分析儀現(xiàn)場調(diào)查取樣標(biāo)定法（Winkler法）：在溶解氧分析儀實際需要使用中，多采用Winkler方法對溶解氧分析儀直接進(jìn)行施工現(xiàn)場通過標(biāo)定。使用該方法時存在以下兩種不同情況：取樣時儀表讀數(shù)為M1，化驗結(jié)果分析值為A，對儀表技術(shù)進(jìn)行標(biāo)定時控制儀表讀數(shù)仍為M1，這時只須調(diào)整自己儀表讀數(shù)時間等于A即可;取樣時儀表讀數(shù)為M1，化驗數(shù)據(jù)分析值為A，對儀表系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定時檢查儀表讀數(shù)改變?yōu)镸2，這時我們就不一定能將企業(yè)調(diào)整以及儀表讀數(shù)等于A，而應(yīng)將學(xué)生儀表讀數(shù)方式調(diào)整為1MA×M2。
溶解氧表的使用與維護(hù)
1. 在使用前將穩(wěn)壓電源和電池連接到儀器上。
2.新購設(shè)備或長時間不再使用，電極要加電解質(zhì)(否則不測溶解氧值)。
3. 把電極金屬護(hù)套向后拉，插上氧電極，要確保一個插頭與插座進(jìn)行接觸的完好（聽到自己一聲嗒），通電產(chǎn)生極化5分鐘。
4. 零氧校準(zhǔn)：電極置于5%亞硫酸鈉溶液中，顯示值盡可能接近于零。 空氣充滿度校準(zhǔn)：顯示當(dāng)前溫度下相應(yīng)的飽和溶解氧值。 如果差值較大，可以重復(fù)兩次零氧校準(zhǔn)和校準(zhǔn)。
5.儀器應(yīng)定期校準(zhǔn)，更換電解質(zhì)和膜，以確保測量的準(zhǔn)確性。如經(jīng)常使用該儀器，建議每10天校正一次。在安裝薄膜時，要確保薄膜與金表面接觸，否則會有零氧下降，或測量過程不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定。
6.溶解氧電極長時間使用，特別是一直測量污水后，電極中的銀電極會發(fā)黑氧化。此時，需要經(jīng)常更換電解液和薄膜來清潔銀電極表面和金表面。如果指標(biāo)不理想，就要考慮買新電極了。
7. 溶解氧電極不用時可儲存于蒸餾水中。儀器設(shè)備長時間不用時我們應(yīng)將提高電池可以取出。
8.在取樣和測量過程中，電極和溶液應(yīng)相對移動，不得靜止（緩慢攪拌）。
溶解氧探測器電極的維護(hù)
（1）1~2周應(yīng)清洗進(jìn)行一次溶氧儀電極，如果通過膜片上有各種污染物，會引起學(xué)生測量系統(tǒng)誤差。清洗時應(yīng)小心，注意自己不要出現(xiàn)損壞膜片。將溶氧儀電極材料放入清水中涮洗，如污物不能及時洗去，用軟布或棉布小心擦洗。
（2）2~3月應(yīng)重新進(jìn)行校驗通過一次溶氧儀電極的零點和量程。
(3)溶解氧計電極的再生大約每年進(jìn)行一次。 當(dāng)不能調(diào)節(jié)測量范圍時，需要再生溶解氧電極。 電極再生包括更換內(nèi)部電解質(zhì)、更換隔膜和清潔銀電極。 如果觀察到銀電有氧化，則可以用細(xì)砂紙對其進(jìn)行拋光。
(4)如發(fā)現(xiàn)使用中漏電，必須更換電解液。
溶解氧分析儀注意事項
1.當(dāng)使用極譜電極時，在校準(zhǔn)或測量前至少預(yù)熱15-30分鐘。
2. 為確保膜的電解液內(nèi)沒有形成氣泡，ASI膜帽在設(shè)計上要求在裝上膜頭時要排除掉自己所有液腔內(nèi)的空氣。
膜的表面上應(yīng)該沒有氣泡，否則它會將氣泡讀取為氧飽和樣品。
4. 即使使用具有自動溫度補(bǔ)償?shù)膬x器，也要在接近樣品溶液的溫度下校準(zhǔn)電極。
5.電極應(yīng)在空氣中校準(zhǔn)，以空氣作為99%飽和溶解氧的標(biāo)準(zhǔn)點。
6. 由于工作電極對氧的消耗，探頭表面氧的濃度會瞬間可以降低，因此我們測量時要對溶液需要進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，這很重要。
7.如果薄膜破裂，請更換。
