鍋爐水微量溶解氧分析儀的測量原理介紹

鍋爐水微量溶解氧分析儀的測量原理是基于電化學中極譜法（又稱Clark電極法），是鍋爐水微量溶解氧分析中應(yīng)用廣的測量分析技術(shù)，其核心基于氧分子在電極表面的電化學反應(yīng)，通過測量擴散電流來推算溶解氧濃度。以下是其原理的詳細說明：

一、核心組件與結(jié)構(gòu)
DOT-5000W型極譜法傳感器由以下關(guān)鍵部件構(gòu)成：

1. 透氣膜：通常為聚四氟乙烯（PTFE）或聚乙烯（PE）材料，允許氧氣分子選擇性透過，阻擋水和雜質(zhì)。

2. 陰極（工作電極）：鉑（Pt）或金（Au）制成，用于氧分子的還原反應(yīng)。

3. 陽極（對電極）：銀/氯化銀（Ag/AgCl）或銀材質(zhì)，參與氧化反應(yīng)。

4. 電解液：常用（KCl）或氫氧化鉀（KOH）溶液，提供離子導電環(huán)境。

5. 極化電壓源：施加恒定電壓（0.5-0.8V），驅(qū)動電極反應(yīng)。

二、工作原理與反應(yīng)過程

1. 氧氣擴散：水中的溶解氧透過透氣膜進入電解液，擴散至陰極表面。

2. 電化學反應(yīng)：
   • 陰極還原反應(yīng)：

   O2+2H2O+4e?→4OH?
   氧分子在陰極被還原為氫氧根離子，產(chǎn)生電子流。
   • 陽極氧化反應(yīng)：

   4Ag+4Cl?→4AgCl+4e?
   銀陽極被氧化為氯化銀，釋放電子維持電流回路。

3. 擴散電流與濃度關(guān)系：
   在極化電壓穩(wěn)定且氧分子充分擴散的條件下，電流強度（I）與溶解氧濃度（C）成正比，公式為：
   I=K?C?(Pm/L)
   其中，K 為電極常數(shù)，Pm 為膜滲透系數(shù)，L 為膜厚度。

三、關(guān)鍵技術(shù)特點

1. 極化電壓控制：
   需施加約600~800mV的極化電壓（相對于標準氫電極），確保陰極充分還原氧分子，并進入“擴散平臺區(qū)"（電流僅與氧濃度相關(guān)）。

2. 溫度與鹽度補償：
   • 溫度：內(nèi)置熱敏電阻（NTC）實時修正溫度對氧溶解度（亨利定律）及擴散速率的影響。

   • 鹽度：通過人工輸入鹽度參數(shù)或自動修正，消除離子濃度對氧分壓的影響。

3. 動態(tài)流動要求：
   需保證水流經(jīng)電極表面，避免局部氧耗盡導致測量誤差。

四、適用場景與局限性

1. 優(yōu)勢：
   • 高靈敏度：可檢測低至0.1μg/L的微量氧，適合鍋爐水（要求<50μg/L）等高精度場景。

   • 響應(yīng)快速：典型響應(yīng)時間≤30秒。

2. 局限性：
   • 維護要求高：需定期更換電解液、透氣膜（約3-6個月），并清潔電極表面污染物（如硫化物）。

   • 干擾因素：H?S、Cl?等氣體會腐蝕電極或干擾反應(yīng)，需預(yù)處理水樣。

五、校準與維護

校準方法：

• 零點校準：使用無氧水（如氮氣飽和水）。

• 滿量程校準：空氣中校準（氧飽和度100%，需考慮海拔修正）。

綜上所述，極譜法通過精準控制電化學反應(yīng)和擴散過程，實現(xiàn)了鍋爐水微量溶解氧的高靈敏度檢測，但其后期維護和環(huán)境敏感性需在實際應(yīng)用中重點關(guān)注，上海玄天DOT-5000W型鍋爐水微量溶解氧分析儀可以應(yīng)用于火力發(fā)電廠與工業(yè)鍋爐系統(tǒng)、半導體與電子制造業(yè)以及化工與冶金行業(yè)中。