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      氧氣/溶解氧

      時間:2022-02-28 08:49 點擊次數:
       

      理論

      對于給定的空氣中氧氣分壓,飽和純水中溶解氧 (DO) 的濃度在任一溫度下都是固定的。DO 測量的電測法就是基于這種固定的關系。通過測量氧氣的分壓并校正溫度和鹽度等因素,溶解氧儀可以確定樣品中的氧氣濃度。

      溶解氧的濃度通常以每升水含氧毫克數(mg/L)或百萬分率(ppm)表示。一些儀表將計算出的氧氣含量與觀察到的濃度進行比較,并報告飽和度百分比 (% sat.)。

      傳感器


      氧傳感器具有覆蓋一層電解質和兩個金屬電極的薄有機膜。氧氣以與其分壓成比例的速率通過膜擴散——氧氣分壓越大,通過膜擴散的氧氣就越多。當氧氣在陰極被還原并且更多的氧氣通過膜擴散時,氧氣計測量電流。由于擴散電流與溶解氧的濃度成正比,校準儀表簡單地將測量電流轉換為濃度單位。


      用電極測量溶解氧比化學滴定更方便、更準確。常用的氧傳感器有兩種:

      極譜探頭需要從儀表輸入電壓來極化電極。由于來自外部電源的電壓可能需要長達 15 分鐘才能穩定,因此極譜探頭在使用前通常需要預熱,以確保電極的正確極化。

      電流探頭具有由兩種不同金屬制成的電極,它們會自發極化以產生電壓。由于電壓是自發的,而不是由外部源提供的,因此電流探頭始終是可操作的,并且不需要極譜探頭極化所需的“預熱”時間。

      應用

      溶解氧測量用于監測氧含量影響反應速率、過程效率或環境條件的過程:

      • 廢水處理

      • 葡萄酒生產

      • 生物反應

      • 環境水質檢測

      • 溫度補償

        溫度影響氧氣的溶解度和擴散速率;因此,標準化 DO 測量需要溫度補償。我們所有的氧氣表都有針對各種溫度范圍的自動溫度補償。

        鹽度校正

        由于溶解鹽的存在限制了可以溶解在水中的氧氣量,因此分壓和氧氣濃度之間的關系隨樣品的鹽度而變化。大多數儀表都具有手動鹽度校正功能,以補償離子濃度的變化——只需以千分之幾 (ppt) 為單位輸入樣品的鹽度,以確保標準化的 DO 測量。

        生化需氧量 (BOD)

        BOD 測試測量在有機材料的生物降解和無機材料的氧化中使用的分子氧。通過在特定培養期的開始和結束時測量樣品中溶解的氧氣量,可以確定廢水、流出物和污染水的相對氧氣需求量。

        BOD t (mg/L) =

        1 -
        2

        在哪里:

        BOD t = 培養期 t 期間的吸氧量
        1 = 制備后立即稀釋樣品的 DO (mg/L)
        2 = 培養期 t 后稀釋樣品的 DO (mg/L)
        P = 所用樣品的十進制體積分數

        測量技巧

        請遵循我們技術培訓部門的以下建議以進行準確測量:


        1. 如果使用極譜探頭,在校準或測量之前讓儀器預熱至少 15 到 30 分鐘,以確保傳感器正確極化。這在更換膜或清潔陽極和陰極后尤為重要。

        2. 確保膜緊貼并且電解質溶液中沒有氣泡。

        3. 去除探頭表面上的任何氣泡。探頭將氣泡讀取為氧飽和樣品。

        4. 在盡可能接近樣品溫度的溫度下進行校準。盡管大多數系統都有自動溫度補償 (ATC),但 ATC 元件可能需要長達 10 分鐘才能達到平衡。

        5. 在空氣中校準時,請務必清除探頭上的任何水滴。任何冷凝物的蒸發都會冷卻探頭表面。

        6. 在測量過程中始終攪拌樣品。探針消耗的氧氣會暫時減少探針表面的分子數量。攪拌可防止由于樣品氧濃度的局部變化而導致的錯誤測量。

        7. 如果測量之間的時間很短,請讓儀器保持開啟狀態,以消除重新極化和重新校準的需要。

        8. 根據需要更換膜,通常每兩周到一個月更換一次,具體取決于您的應用和膜的狀況。

        9. 將探頭存放在潮濕的環境中,以防止電解質溶液蒸發。使用帶有濕布或水燒杯的電極儲存瓶進行儲存。


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