微量溶解氧生产的在线电化学分析仪器之一 , 为高智能在线连续监测仪。可以配极谱式电极, 自动实现从 ppb 级到 ppm 级的宽范围测量, 是检测锅炉给水、凝结水、环保污水等行业的液体中氧含量测量的仪器。以响应快、 稳定、 可靠、使用费用低等特点,适合火力发电厂大量使用。

　　微量溶解氧工作原理示意

　　在工作过程中,待测溶液中的氧分子可以穿过透氧膜, 在传感器的金电极上进行还原反应。在电极两端附加 o.68V的极化电压,则由电极、电解液以及氧分子构成的回路上便有扩散电流产生。由于在一定温度范围内,该扩 散电流的强度与待测环境中的氧分子浓度呈比例关系。通 过一定的数学公式,将电流强度转换为待测溶液中的溶解 氧含量。

　　温度的变化容易影响电极上的输出电流,在30℃附 近,温度变化对溶解氧传感器造成的偏差为3%左右n“。 温度的变化严重影响透氧膜的透氧系数,从而导致扩散电流的不准确,影响传感器的测量精度。温度对于透氧膜的 影响可以用式(3)来估计。

　　为氧分压为零时的电极响 应电流;户。为被测介质中氧分压;T为透氧膜工作温度;a 和A为与电极材料和结构有关的2个常数殂“。电极的稳态响应电流与测量温度呈正比例关系。但现 实恰恰与此相反,随温度升高,溶液中的溶解氧浓度会逐渐 下降。所以需要在微量溶解氧传感器中设计1个温度传感 器,测量待测液体的温度,再通过软件的的方式进行温度 补偿。

　　使用材料

　　微量溶解氧的外壳使用聚四氟乙烯(PTFE)构成,因为扩 散电流十分微弱,所以要求外壳具有高绝缘性,同时为了方 便各种环境的检测,也需要外壳具有相当的耐腐蚀性。选择性透氧膜则选用厚度为25肚m的低密度聚乙烯。阴极 (工作电极)使用高纯度金(99.9%)作为材料。贵金属作为电极材料十分普遍,因为金的催化活性高并且不容易被氧化,不容易与电解液发生化学反应。阳极选择高纯度(99. 9%)银作为材料。由于传感器体积小,通常使用的铂电阻 无法放入传感器内。采用精度高、价格低的负温度系数的 热敏电阻作为温度传感器。电解液则由KCl与KOH按一 定比例配置而成。

　　传感器结构与制作

　　微量溶解氧的外部结构设计为圆形,方便内部的银电极盘绕。壳体内部为空心结构,其中有绝缘材料制作的传感器中心棒,将银电极盘绕在中心棒上。在中心棒的一端设置金电极。采用高绝缘性、高防水性的环氧树脂 胶水将金电极与中心棒粘接。内置的负温度系数的热敏电 阻以焊接方式紧密连接在金电极上,导线经由中心棒中空 口引出。在工作阶段,将电解液充满传感器内部腔体,为扩 散电流提供回路。传感器设计为螺纹接口,可拆卸的设计可以方便清洗传感器腔体内壁以及银电极。在密封的时候需在螺纹接口处均匀涂抹密封胶并配以橡胶圈密封。有效的密封可以防止被测溶液混入电解液,影响测量精度。金电极制作为圆弧凸出状以增加电极有效的工作面积。