溶氧測(cè)量常見疑難問題
1.什么是溶解氧 ? 覆膜法和光學(xué)法溶解氧測(cè)量原理分別是什么 ?
溶解氧(DO)是指溶解在水中的分子氧,以每升水中所含氧的毫克數(shù)來表示。
覆膜法溶氧電極是由陰極和陽極及電解液組成,氧通過膜擴(kuò)散進(jìn)入電解液與陰極和陽極構(gòu)成測(cè)量回路。當(dāng)給溶氧電極加上極化電壓時(shí),氧通過膜擴(kuò)散,陰極接收電子,陽極釋放電子,產(chǎn)生電流:
整個(gè)反應(yīng)過程為:
陽極 Ag → Ag?+ e-
陰極 O2+ 2H2O + 4e → 4OH?
采用光學(xué)法溶解氧技術(shù)的傳感器表面覆蓋有一層熒光物質(zhì),從 LED 光源發(fā)出的藍(lán)光照射到傳感器表面,熒光物質(zhì)受激發(fā)釋放出紅光。水中的氧氣濃度越高,紅光釋放的時(shí)間越短,儀器測(cè)定發(fā)出藍(lán)光到釋放出紅光的時(shí)間即可計(jì)算出溶解氧濃度。
2.哪些因素影響溶解氧測(cè)量 ?
氧的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽,另外氧通過溶液擴(kuò)散比通過膜擴(kuò)散快,如流速太慢會(huì)產(chǎn)生干擾。
(1)溫度的影響
由于溫度變化,膜的擴(kuò)散系數(shù)和氧的溶解度都將發(fā)生變化,直接影響到溶氧電極電流輸出,常采用熱敏電阻來消除溫度的影響。溫度上升,擴(kuò)散系數(shù)增加,溶解度反而減小。
(2)大氣壓的影響
根據(jù)Henry 定律,氣體的溶解度與其分壓成正比。氧分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān),高原地區(qū)和平原地區(qū)的差可達(dá)20%,使用前必須根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮哼M(jìn)行補(bǔ)償。有些儀表內(nèi)部配有氣壓表,在標(biāo)定時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行校正;有些儀表未配置氣壓表,在標(biāo)定時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁┑臄?shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置,如果數(shù)據(jù)有誤,將導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差。
(3)溶液中含鹽量
鹽水中的溶解氧明顯低于自來水中的溶解氧,為了準(zhǔn)確測(cè)量,必須考慮含鹽量對(duì)溶解氧的影響。在溫度不變的情況下,鹽含量每增加100mg/L,溶解氧降低約1%。如果儀表在標(biāo)定時(shí)使用的溶液的含鹽量低,而實(shí)際測(cè)量的溶液的含鹽量高,也會(huì)導(dǎo)致誤差。在實(shí)際使用中必須對(duì)測(cè)量介質(zhì)的含鹽量進(jìn)行分析,以便準(zhǔn)確測(cè)量及正確補(bǔ)償。
(4)樣品的流速
氧通過膜擴(kuò)散比通過樣品進(jìn)行擴(kuò)散要慢,必須保證電極膜與溶液完全接觸。對(duì)于流通式檢測(cè)方式,溶液中的氧會(huì)向流通池內(nèi)擴(kuò)散,使靠近膜的溶液中的氧損失,產(chǎn)生擴(kuò)散干擾,影響測(cè)量。為了測(cè)量準(zhǔn)確,應(yīng)增加流過膜的溶液的流量來補(bǔ)償擴(kuò)散失去的氧,樣品的最小流速為0.3m/s。
3.覆膜極譜法溶氧電極校準(zhǔn)前需要做什么處理 ?
(1) 將溶氧電極連接在主機(jī)上,裝載電池?zé)o需開機(jī),極化至少 6 小時(shí);
(2) 檢查電極電解液是否干涸或電極膜受到污染,若出現(xiàn)上述問題,請(qǐng)?zhí)砑与娊庖夯蚋鼡Q電極膜。
4.溶氧電極怎么保養(yǎng) ?
為了防止電極被污染,每次測(cè)量之后必 須用去離子水清洗電極 ,然后干燥保存。溶解氧傳感器應(yīng)用去離子水沖洗,然后存放在含有去離子水的燒杯或校準(zhǔn)管中,清洗或保存時(shí)請(qǐng)勿拆下溶解氧測(cè)量模塊。
5.溶氧儀顯示數(shù)值不合理應(yīng)該怎樣處理 ?
電極沒有進(jìn)行校準(zhǔn),請(qǐng)重新進(jìn)行校準(zhǔn)。
6.為什么覆膜極譜法溶氧儀顯示值為零 ?
有以下幾種情況:
(1)電極與儀表未連接,建議將電極連接儀表進(jìn)行至少 6 小時(shí)極化;
(2)電解液干涸,建議添加電解液;
(3)電纜線損壞,接觸不良,請(qǐng)更換電極。
7. 什么時(shí)候需要更換覆膜極譜法溶解氧電極電解液 ?
(1)電極長時(shí)間沒有使用(一般三個(gè)月以上)
(2)使用一年后電解液變質(zhì)(常溫校正時(shí)電流遠(yuǎn)偏離 80nA)
8.怎樣更換電解液 ?
(1) 將膜內(nèi)的殘余電解液倒掉,用去離子水清洗膜體內(nèi)部,并用濾紙吸干膜體內(nèi)去離子水;
(2) 將膜體傾斜,電解液瓶垂直向下,如圖 A 所示;
(3) 輕輕擠壓電解液瓶,使電解液逐滴注入膜體內(nèi);
(4) 電解液加入量參見圖 B;
(5) 確認(rèn)膜體內(nèi)部沒有氣泡,如有氣泡可輕彈膜體,排除氣泡;
(6) 將膜體緩慢的旋轉(zhuǎn)套入內(nèi)電極上,再小心地旋緊膜套管。
9. 什么時(shí)候需要更換覆膜極譜法溶解氧電極溶氧膜 ?
(1)膜片機(jī)械損傷;
(2)響應(yīng)時(shí)間很長,甚至無法校準(zhǔn);
(3)長時(shí)間使用后的老化(常溫校正時(shí)電流遠(yuǎn)偏離 80nA)。
10.怎樣更換覆膜極譜法溶解氧電極溶氧膜 ?
(1) 將電極與電纜斷開;
(2) 旋開電極頸部的外加套筒,并小心地將其從電極上抽出;
(3) 從電極的內(nèi)體上抽出膜體。如膜體被夾卡在頸部套筒中時(shí),則可用手指尖的平滑面將其按出;
(4) 用去離子水和柔軟的紙巾清潔和干燥電極的內(nèi)體;
(5) 檢查 0 形圈是否有機(jī)械性損壞,若已有損壞,則要將其替換;
(6) 膜體的一半要被侵入在氧電解液中,并且此時(shí)要注意膜體處不能有氣泡存在。小心敲擊膜體的側(cè)面即可清除氣泡;
(7) 將膜體呈垂直位推至電極的內(nèi)體上。多余的電解液被擠出,此時(shí)需用紙巾將其除去;
(8) 小心地將外加套筒推過已安裝好的膜體,并將其旋緊。此時(shí)所使用的外加套筒必須是清潔和干燥的。
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