溶解氧监测仪电解原理

溶解【jiě】氧仪适【shì】用【yòng】于各种环境中【zhōng】溶解氧含量【liàng】的测【cè】量【liàng】，特别是养殖水体、光合作用和现场测量【liàng】。很多人【rén】都很好奇这个仪表的工作原理。一个小仪表实【shí】际上可以测量水【shuǐ】中的【de】氧气含量。那么【me】溶解氧仪的工作原理【lǐ】是【shì】什么呢？

溶解氧【yǎng】仪一般采用隔膜电极作为【wéi】换能器，将溶解氧【yǎng】浓【nóng】度（实际【jì】上是氧分压）转换成电信号，然后进行放大【dà】调整【zhěng】（包括盐度【dù】和温度补偿），通过模数转换【huàn】显示【shì】。

溶解【jiě】氧仪的电解质是钾溶液。阴极【jí】的外【wài】表面覆盖有透氧【yǎng】膜。隔膜可以由透气材料制成【chéng】，例如聚四【sì】氟乙烯、聚氯【lǜ】乙烯、聚乙烯和硅橡胶。在阳极和阴极之间施加【jiā】0.5～1.5伏的极化电压。一些【xiē】极【jí】化电压0.7 伏。当溶解氧通过【guò】薄膜【mó】到【dào】达金阴极表面时【shí】，在电【diàn】极上发生如【rú】下反应：

阴极【jí】还原【yuán】：O2+2H2O+4e→4OHˉ；同时阳极被【bèi】氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl；一【yī】般情【qíng】况【kuàng】下，还原氧化【huà】反应产【chǎn】生的扩散电流i∞的值与溶解【jiě】氧浓度【dù】成正比。可以用以下【xià】公式表示：

i∞=nFA(Pm/L)Cs 其中： i∞-稳定扩散【sàn】电【diàn】流 n-获得和失去【qù】的电子数；F-法拉第常数【shù】（96500 库仑）；A-阴极表【biǎo】面积（平方厘【lí】米）；Pm-薄膜渗透系数（cm2/sec）；L-薄【báo】膜厚【hòu】度（cm）；Cs-溶解氧浓度（ppm）。当电极【jí】结构和【hé】薄膜确定时，A、Pm、L、n等都是【shì】公式【shì】中【zhōng】的常数。设K=nFA(Pm/L)，则上式中：i∞=KCs。

由以上内容可【kě】知，只要能【néng】测出扩【kuò】散电流i∞，就可以测出溶解氧浓度。为【wéi】了消除温度、盐【yán】度和气【qì】压的【de】影响，每【měi】个型【xíng】号【hào】的产品【pǐn】都使用自己的【de】技术【shù】进【jìn】行【háng】补偿。原电池：当外部氧分子穿透薄膜进入电极内相到达【dá】阴极三相界面时，发生如下反应：

银阴极被【bèi】还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ 同时【shí】铅阳【yáng】极被氧化：2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O 即【jí】：氧在【zài】银阴极上【shàng】被还原成氢氧根离子，而同时，电路外接。获得电子；铅阳极被【bèi】氢氧【yǎng】化钾溶液腐蚀，生【shēng】成氢钾【jiǎ】铅酸，同【tóng】时向外电【diàn】路输出电子。接通外电路后，会【huì】有信号电流通【tōng】过【guò】，其值与溶解氧浓度成【chéng】正比。