化学仪表培训溶氧表.pdf

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1、TPRI第五部分、溶解氧浓度测量第五部分、溶解氧浓度测量¾¾主要内容主要内容¾¾一、在线溶解氧表测量的原理一、在线溶解氧表测量的原理¾¾二、在线溶解氧表测量的检验规程二、在线溶解氧表测量的检验规程¾¾三、在线溶解氧表检验的最新技术进展三、在线溶解氧表检验的最新技术进展TPRI一、在线一、在线pHpH测量的意义和原理测量的意义和原理¾¾1.1.溶解氧测量原理溶解氧测量原理¾¾2.2.传感器异常的几种情况传感器异常的几种情况¾¾3.3.测量回路泄漏问题测量回路泄漏问题¾¾4.4.空校溶氧表空校溶氧表¾¾55溶氧表的电解校正溶氧表的电解校正TPRI1.1.溶解氧测量原理溶

2、解氧测量原理¾目前国内外普遍采用的溶解氧测量仪器的测量原目前国内外普遍采用的溶解氧测量仪器的测量原理是极谱法，即向电极施加一定的电压，使溶解理是极谱法，即向电极施加一定的电压，使溶解氧在电极表面发生电化学反应，在测量电路中产氧在电极表面发生电化学反应，在测量电路中产生电流，该电流的大小与溶解氧的浓度成正比。生电流，该电流的大小与溶解氧的浓度成正比。这种通过测量电流大小达到确定测量值的方法属这种通过测量电流大小达到确定测量值的方法属电流法。与电位法相比（如电流法。与电位法相比（如pHpH测量、钠的测量）测量、钠的测量）相比，电流法在纯水体系中受到的电干扰较小。相比，电

3、流法在纯水体系中受到的电干扰较小。极谱法溶氧测定仪根据传感器的原理不同可分为极谱法溶氧测定仪根据传感器的原理不同可分为扩散型传感器和平衡型传感器两种类型。扩散型传感器和平衡型传感器两种类型。TPRI1.1.溶解氧测量原理溶解氧测量原理¾¾扩散型溶解氧测量传感器扩散型溶解氧测量传感器¾¾扩散型溶解氧测量传感器结构如图扩散型溶解氧测量传感器结构如图11所示。所示。它由两个与内置电解质相接触的金属电极它由两个与内置电解质相接触的金属电极及疏水透气膜构成。这种膜允许氧气和其及疏水透气膜构成。这种膜允许氧气和其他气体透过，而不使水和其他溶解性物质他气体透过，而不使水和其他溶解

4、性物质通过。传感器的阴极由贵金属铂或金构通过。传感器的阴极由贵金属铂或金构成，阳极由银或铅构成。成，阳极由银或铅构成。TPRI1.11.1覆膜式极谱法溶解氧测量原理覆膜式极谱法溶解氧测量原理V电缆渗透膜Me→Me+O2阳极KCl阴极内充液壳体图1：溶解氧测量传感器示意图TPRI¾¾当电极间加直流极化电压当电极间加直流极化电压VV，氧通过膜连续，氧通过膜连续扩散，扩散通过膜的氧立即在铂或金电极扩散，扩散通过膜的氧立即在铂或金电极表面还原，电流正比于扩散到阴极的氧的表面还原，电流正比于扩散到阴极的氧的速率。银或铅电极氧化：速率。银或铅电极氧化：¾¾还原反应：还原反应：O

5、O+4H+4H++4e+4e--=2H=2HOO22¾¾氧化反应：４氧化反应：４Ag+4ClAg+4Cl---4e4e=4AgCl=4AgCl↓↓TPRI扩散型溶解氧测量传感器扩散型溶解氧测量传感器¾反应产生的电流法符合以下公式：反应产生的电流法符合以下公式：¾I=(I=(DScnFDScnF)/(LM))/(LM)（１）（１）¾DD——溶解氧的扩散系数（与温度有关）溶解氧的扩散系数（与温度有关）¾SS——溶氧传感器阴极的表面积（与污染有关）溶氧传感器阴极的表面积（与污染有关）¾cc——溶解氧浓度溶解氧浓度¾nn——氧的得失电子数（常数）氧的得失电子数（常数）¾FF

6、——法拉第常数法拉第常数¾LL——扩散层的厚度（与膜加工和流速有关）扩散层的厚度（与膜加工和流速有关）¾MM——氧的分子量（常数）氧的分子量（常数）返回返回TPRI扩散型溶解氧测量传感器扩散型溶解氧测量传感器¾¾将常数将常数nn、、FF和和MM合并后（１）式变成：合并后（１）式变成：¾¾I=(I=(kDSckDSc)/L)/L(2)(2)¾¾其中常数其中常数kk为为nFnF／／MM。。¾¾电流电流II与溶解氧浓度成正比。与溶解氧浓度成正比。TPRI扩散型溶解氧测量传感器测量误差扩散型溶解氧测量传感器测量误差¾¾1.1.流速的影响流速的影响（（I=(I=(kDSckD

7、Sc)/L)/L））¾¾从公式（２）可以看出，溶解氧测量结果从公式（２）可以看出，溶解氧测量结果（（II）除了与溶解氧浓度有关，还与扩散层）除了与溶解氧浓度有关，还与扩散层的厚度的厚度LL有关。扩散层由两部分组成。一部有关。扩散层由两部分组成。一部分是膜的厚度，由膜的加工质量决定。如分是膜的厚度，由膜的加工质量决定。如果膜的厚度比正常设计值厚，会使氧通过果膜的厚度比正常设计值厚，会使氧通过膜的扩散速度减慢，造成测量灵敏度降膜的扩散速度减慢，造成测量灵敏度降低，这可以通过仪表标定加以消除（更换低，这可以通过仪表标定加以消除（更换膜后，必须重新进行标定）。膜后，必须