鍋爐水微量溶解氧分析儀的測(cè)量原理介紹

鍋爐水微量溶解氧分析儀的測(cè)量原理是基于電化學(xué)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(cè)量分析技術(shù)，其核心基于氧分子在電極表面的電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)測(cè)量擴(kuò)散電流來(lái)推算溶解氧濃度。以下是其原理的詳細(xì)說(shuō)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(guò)，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(yáng)極（對(duì)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(dǎo)電環(huán)境。

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

二、工作原理與反應(yīng)過(guò)程

1. 氧氣擴(kuò)散：水中的溶解氧透過(guò)透氣膜進(jìn)入電解液，擴(kuò)散至陰極表面。

2. 電化學(xué)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(yáng)極氧化反應(yīng)：

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

3. 擴(kuò)散電流與濃度關(guān)系：
   在極化電壓穩(wěn)定且氧分子充分?jǐn)U散的條件下，電流強(qiáng)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(diǎn)

1. 極化電壓控制：
   需施加約600~800mV的極化電壓（相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極），確保陰極充分還原氧分子，并進(jìn)入“擴(kuò)散平臺(tái)區(qū)"（電流僅與氧濃度相關(guān)）。

2. 溫度與鹽度補(bǔ)償：
   • 溫度：內(nèi)置熱敏電阻（NTC）實(shí)時(shí)修正溫度對(duì)氧溶解度（亨利定律）及擴(kuò)散速率的影響。

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

3. 動(dòng)態(tài)流動(dòng)要求：
   需保證水流經(jīng)電極表面，避免局部氧耗盡導(dǎo)致測(cè)量誤差。

四、適用場(chǎng)景與局限性

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

   • 響應(yīng)快速：典型響應(yīng)時(shí)間≤30秒。

2. 局限性：
   • 維護(hù)要求高：需定期更換電解液、透氣膜（約3-6個(gè)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(huì)腐蝕電極或干擾反應(yīng)，需預(yù)處理水樣。

五、校準(zhǔn)與維護(hù)

校準(zhǔn)方法：

• 零點(diǎn)校準(zhǔn)：使用無(wú)氧水（如氮?dú)怙柡退?/p>

• 滿量程校準(zhǔn)：空氣中校準(zhǔn)（氧飽和度100%，需考慮海拔修正）。

綜上所述，極譜法通過(guò)精準(zhǔn)控制電化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了鍋爐水微量溶解氧的高靈敏度檢測(cè)，但其后期維護(hù)和環(huán)境敏感性需在實(shí)際應(yīng)用中重點(diǎn)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(dǎo)體與電子制造業(yè)以及化工與冶金行業(yè)中。