PDF《溶解氧》

溶解氧 测试原理及应用 厦门沃泰科技有限公司 roy@wattec.

com.cn 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 何为DO? ? DO即Dissolved Oxygen, 溶解氧 DO (ppm) 介质 0.01 锅炉水 0.1 饮料

1 污水

9 饱和空气水

45 饱和氧气水 [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 DO影响因素 ? 大气压力 ? 温度 ? 盐度 ? 气液接触时间 ? 水中含有耗氧物质,如微生物 ? 水中含有造氧物质,如藻类 ? 样品特性,如有机溶剂 [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 如何测试? ? 1950年以前,用滴汞电极法 ? 耗时,有毒!已很少用了! ? 1965年,由Dr. Clark发明了薄膜电极法 ? 快速、方便,可进行现场检测! ? 实验室经典方法:碘量法 ? 操作繁琐费时. [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 测试依据 测试的是氧 气分压! 再由仪器转 换成氧气浓度. [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 大气组成 体积比 ? 78.1%氮气 ? 20.95%氧气 分压(1013 mbar) ? 氮气791 mbar ? 氧气212 mbar [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 水蒸汽影响 温度 水蒸汽分压 氧气分压 氧气浓度

10 ?C

12 mbar

210 mbar

11 mg/l

20 ?C

23 mbar

207 mbar 9.1 mg/l

30 ?C

42 mbar

203 mbar 7.5 mg/l [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 氧气分压和浓度关系 DO=a ?p?M?V-1 DO:氧气浓度mg/l a:Bunsen系数(与温度、盐度有关) p:氧气分压(mbar) M:氧气的摩尔质量,32 g/mol V:氧气的摩尔体积,24 l/mol [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 Clark电极法 ? 极谱法 ? Gavanic法 分类依据: ? 极化电压 ? 阳极材质 ? 电解液 盖式薄膜 阳极 阴极 电极本体 电解液 [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 极化电压 氧的还原电位至少要

400 mV,才能保证还 原反应的进行. [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 极谱法 银被氧化,产生反 应所需的电子 阳极材质为银 [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 极谱法 电解液为KBr 电解液中的溴离子结 合反应产物银离子, 形成溴化银沉淀. Ag+ + Br- AgBr [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 Galvanic法 铅被氧化,产生反 应所需的电子 阳极材质为铅 [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 Galvanic法 电解液为KOH 电解液中的氢氧根结 合反应产物铅离子, 形成氧化铅沉淀. [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 Galvanic V.S.极谱法 比较项目 Galvanic 极谱法 极化 无需极化等待, 马上就可测试 需等待30-45 分钟或更长 极化电压 由铅阳极提供 由主机或内置 电池提供 阳极材质 铅银电解液 KOH KBr 应用场合 现场手提表 在线连续监测 [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 在线三极式测试技术 恒电位三极式测试原理 与普通的二极测试电极不同, TriOxmatic?系列溶氧电极采用恒电位三 极式测试原理,整个电化学测试系统包括 一个金阴极(工作电极A)和两个银电极, 其中一个银电极为计数阳极G,另一个为参 考电极R,参考电极没有电流流过,这样参 考电极上的电位非常稳定,增强了电极感 测结果的稳定性,提高了整个溶氧测试系 统的准确度. 三极式技术具诊断功能,如监测电解 液贮量,因此可预测电极使用寿命,提示 电解液更换时间. A G R [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 电极诊断功能 泄漏检测 监测阳极和温度探 头之间的电阻R. SensLeck异常原因: ? 薄膜没旋紧 ? 薄膜穿孔 [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 电极诊断功能 电极保养提示 (只有三极式极谱法有此功能) 监测阳极和参考 电极之间的电位 SensReg异常原因: ? 电解液耗尽,需 保养再生 [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 温度补偿 ? 内置NTC温度探 头,感测样品温 度?IMT补偿薄膜温 度扩张系数 (WTW专有技术) [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 大气压力补偿 ? 校正电极和计算饱和度时与大气压力有关. ? 大气压力不影响氧气ppm浓度 WTW仪表内置一个压力感测探头,可准确 补偿大气压力的影响! [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 电极校正---零点 ? 通常用5% Na2SO3溶液校正! 缺点:不准确,易受干扰! ? 用纯氮气校正 准确,但操作不容易 所有的WTW溶氧电极无需校正零点,源自 Zero Current Free技术! [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 电极校正---斜率 ? 饱和空气水 制备复杂费时,且容易出现过饱和 ? 饱和湿空气 在贮存校正套中校正,快速 简单 由于氧气在湿空气中比在水 中更容易穿过薄膜,因此校 正后的饱和度应为101.7%, 而不是100%. [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 薄膜构造 ? 工作电极和薄膜 之间的距离必须 恒定,以保证再 现性良好. ? 工作电极和薄膜 之间有网格隔开 [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 薄膜厚度 厚度跟响应时间有关系 ? 实验室或现场常规检测要求: 响应快速,薄膜厚度通常为13 um(CellOx 325)或25 um(DurOx 325) ? 在线连续监测 抗干扰,耐用,薄膜厚度通常为25 um(TriOxmatic 701)或50 um (TriOxmatic 701) [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 暖机或极化等待 ? 为何要极化? 等阴阳两极之间的电位达到稳定! ? 不极化,测试值偏高! ? 何时要极化?极化时间? ? Galvanic法,电极保养后,15分钟 ? 极谱法,切断电源后,10分钟到2小时, 到12小时(在线监测) [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 流速影响 ? 为何要搅拌? 测试过程需消耗氧气!氧气的自由扩散速度远 远小于消耗的速度! ? 不搅拌的影响 测试值严重偏低 ? 如何搅拌? ? 河流水本身是流动的,无需搅拌 ? 死水,来回拨动电极,18cm/S ? 实验室,辅助工具,如磁力搅拌器,或选自搅拌DO 探头,如WTW StirrOx-G [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 DO干扰因素 ? 二氧化碳 ? 硫化氢 ? 气泡 [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 CO2干扰 ? 二氧化碳压力>

1 巴时,有干扰,使 测试值偏高! [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 H2S干扰 ? 使参考电极中毒!缩短 电极使用寿命! ? 普通极谱式电极,马上 中毒! ? 三极式电极,几个月后 才中毒! [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 H2S干扰 ? Galvanic电极 ? 浓度100 ppm,马上中 毒! [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 气泡干扰 ? 大气泡撞击薄膜,使 测试值严重偏高! ? 撞击速度越快,影响 越大! 因此,测试时要避免 气泡撞击!或选择合适安 装角度避免气泡直接撞 击薄膜! [email protected] 水质监测专家Water Technology 厦门沃泰0592-5889902 ........