Enciklopedija znanja o merilniku raztopljenega kisika
Kako deluje merilnik raztopljenega kisika
Analizatorji raztopljenega kisika večinoma uporabljajo diafragmalne elektrode kot pretvornike za pretvorbo koncentracije raztopljenega kisika (pravzaprav parcialnega tlaka kisika) v električne signale, ki se nato ojačajo in prilagodijo (vključno s kompenzacijo slanosti in temperature) ter prikažejo z analogno-digitalno pretvorbo. Obstajata dve vrsti membranskih elektrod za merjenje raztopljenega kisika: polarografske (Polarography) in galvanske celice (Galvanic Cell). Polarografija: V elektrodi se kot katoda uporablja zlati (Au) obroč ali platinasti (Pt) zlati obroč; kot anoda se uporablja srebro-srebrov klorid (ali živosrebrov-živosrebrov klorid). Elektrolit je raztopina kalijevega klorida. Zunanja površina katode je prekrita s filmom, ki prepušča kisik. Film lahko sprejme materiale, ki dihajo, kot so politetrafluoroetilen, polivinilklorid, polietilen, silikonska guma itd. Med katodno in anodno elektrodo se uporablja polarizacijska napetost 0.5 do 1,5 voltov. Nekateri imajo polarizacijsko napetost 0,7 voltov. Ko raztopljeni kisik prodre skozi membrano in doseže površino zlate katode, se na elektrodi zgodi naslednja reakcija.
Katoda je reducirana: O2 plus 2H2O plus 4e→4OHˉ; istočasno se oksidira anoda: 4Clˉ plus 4Ag-4e→4AgCl; v normalnih okoliščinah je vrednost difuzijskega toka i∞, ki ga ustvari zgornja redukcijsko-oksidacijska reakcija, sorazmerna s koncentracijo raztopljenega kisika. Predstavi se lahko z naslednjo formulo:
i∞=nFA(Pm/L)Cs V formuli: i∞-difuzijski tok v ustaljenem stanju n-število pridobitvenih in izgubljenih elektronov; F-Faradayeva konstanta (96500 kulonov); površina A-katode (kvadratni centimeter); Koeficient penetracije Pm-filma (cm2/s); Debelina L-filma (cm); Koncentracija Cs-raztopljenega kisika (ppm). Ko sta struktura elektrode in film določena, so A, Pm, L, n itd. v formuli vse konstante. Naj bo K= nFA(Pm/L), potem je v zgornji formuli: i∞=KCs.
Zato je razvidno, da je mogoče izmeriti koncentracijo raztopljenega kisika, dokler se meri difuzijski tok i∞. Da bi odpravili vpliv temperature, slanosti in zračnega tlaka, vsak model uporablja svojo tehnologijo za kompenzacijo. Galvanski člen: Ko zunanje molekule kisika prodrejo skozi film v notranjo fazo elektrode in dosežejo trifazni vmesnik katode, pride do naslednje reakcije.
Srebrna katoda se reducira: O2 plus 2H2O plus 4e→4OHˉ Istočasno se svinčeva anoda oksidira: 2Pb plus 2KOH plus 4OHˉ-4e→2KHPbO2 plus 2H2O To pomeni, da se kisik reducira v hidroksidne ione na srebrna katoda, hkrati pa zunanje vezje pridobi elektrone; svinčevo anodo nadomesti kalijev hidroksid
Raztopina korodira, da proizvede kalijev hidrogen svinčeno kislino in hkrati oddaja elektrone v zunanje vezje. Po priključitvi zunanjega tokokroga gre skozi signalni tok, njegova vrednost pa je sorazmerna s koncentracijo raztopljenega kisika.
the
Metoda umerjanja merilnika raztopljenega kisika
Analizatorje raztopljenega kisika je na splošno mogoče kalibrirati s standardnimi raztopinami ali vzorčenjem na kraju samem.
(1) Metoda kalibracije standardne raztopine merilnika raztopljenega kisika: kalibracija standardne raztopine na splošno uporablja dvotočkovno kalibracijo, to je kalibracijo ničelne točke in kalibracijo območja. Raztopina za umerjanje ničelne točke lahko uporablja 2-odstotno raztopino Na2SO3. Raztopino za umerjanje območja je mogoče izbrati glede na merilno območje instrumenta: 4 M raztopina KCl (2 mg/L); 50-odstotna raztopina metanola (21,9 mg/L).
(2) Metoda vzorčenja in kalibracije merilnika raztopljenega kisika na kraju samem (Winklerjeva metoda): Pri dejanski uporabi merilnika raztopljenega kisika se Winklerjeva metoda pogosto uporablja za kalibracijo merilnika raztopljenega kisika na kraju samem. Pri uporabi te metode obstajata dve situaciji: pri vzorčenju je odčitek števca M1, analitska vrednost pa A. Ko je merilnik umerjen, je odčitek še vedno M1. V tem času je potrebno samo prilagoditi odčitek števca, da bo enak A; pri vzorčenju je odčitek merilnika M1, vrednost laboratorijske analize je A, odčitek merilnika pa se spremeni v M2, ko je merilnik kalibriran. Trenutno odčitka števca ni mogoče prilagoditi tako, da bo enak A, vendar mora biti odčitek števca nastavljen na 1MA×M2.
