溶解氧的測量 溶解氧測量的任務是測定即于液體中的氣相氧的濃度或分壓。在制藥、食品發酵、生化工程及環境保護等領域內,溶解氧的測量具有重要意義。例如,在發酵工業過程中,只有溶解于培養液中的氧才有可能被其中的微生物所利用。當培養液中的溶解氧濃度低于臨界氧濃度時,將會影響微生物的生長和代謝產物的生成。不同種類微生物的需氧量不同。同種微生物的需氧量也隨著茵齡和培養條件的不同而不同,其菌體生長和形成代謝產物時的耗氧量也不盡相同。因此,溶解氧濃度的測量對于控制發酵過程、提高發酵產品的產量、降低能源消耗、提高經濟效益具有十分重要的意義。 (一)溶解氧濃度測定原理 在工業過程測量中,大多采用電化學傳感器來測定液體中的溶解氧濃度。這種電化學傳感器是基于極限擴散電流與持測物質組分的濃度成正比的關系來進行測量的,其基本紡構實際上是一個化學電池。在該化學電池內部的傳質過程小主要是擴散在起決定性作用。 根據電化學理論,當電極表面上反應物離子的濃度與電解質溶液中其它地方的離子濃度之間存在著濃差梯度時,將有一些離子在電極與s巴解質溶液之間移動,以減小這一濃差梯度,這種過程即稱為擴散。在這種情況下所測得的電池電流將取決于由濃差梯度所引起的擴散速率,故稱之為擴散電流。
極譜式傳感器 它與上述原電池式傳感器的基本區別在于該電池施加了外部附加電壓,而原電池式傳感器沒有外加電壓。這類傳感器是依據極諾分析的原理工作的。在極譜分析中,利用不同離子的極諾圖具有不同的半波電位E這一特點,來檢出不同性質的離子。在極諾式氣體傳成器中,則是利用氣體的極譜圖(電流—電壓曲線)來選擇不同的外加電壓,以檢出不同的氣體。階撈形曲線即為所謂的極譜圖,當外加電壓Z較低隊僅有一微小的殘余電流流過電解池。當外加電壓增大到某一特定數值時,電流i急劇增大,直至升高到一個極限電流值為止。此后,外加電壓苦繼續增機電流也不再增大,而穩定在一個電流坪區上。此時的極限電流值取決于待測氣體分子透過隔膜的擴散速島它與殘余電流之差稱為極限擴散電流,簡稱擴散電流。擴散電流與待測氣體組分的濃度之間亦存在著式所確定的正比關系。因此,只要將外加電壓五的數值設定在電掩坪區所對應的電壓范圍內,傳感器輸出的電流大小便與溶液內待氣體的濃度成正比 這樣,只要待測介質中合有溶解氛在正極和負極之間便有電流通達達于穩定狀態時的電流強度與被測介質中溶解氧的濃度成比例,由此便可測定溶解氧濃度。
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