溶解氧的测量 溶解氧测量的任务是测定即于液体中的气相氧的浓度或分压。在制药、食品发酵、生化工程及环境保护等领域内,溶解氧的测量具有重要意义。例如,在发酵工业过程中,只有溶解于培养液中的氧才有可能被其中的微生物所利用。当培养液中的溶解氧浓度低于临界氧浓度时,将会影响微生物的生长和代谢产物的生成。不同种类微生物的需氧量不同。同种微生物的需氧量也随着茵龄和培养条件的不同而不同,其菌体生长和形成代谢产物时的耗氧量也不尽相同。因此,溶解氧浓度的测量对于控制发酵过程、提高发酵产品的产量、降低能源消耗、提高经济效益具有十分重要的意义。 (一)溶解氧浓度测定原理 在工业过程测量中,大多采用电化学传感器来测定液体中的溶解氧浓度。这种电化学传感器是基于极限扩散电流与持测物质组分的浓度成正比的关系来进行测量的,其基本纺构实际上是一个化学电池。在该化学电池内部的传质过程小主要是扩散在起决定性作用。 根据电化学理论,当电极表面上反应物离子的浓度与电解质溶液中其它地方的离子浓度之间存在着浓差梯度时,将有一些离子在电极与s巴解质溶液之间移动,以减小这一浓差梯度,这种过程即称为扩散。在这种情况下所测得的电池电流将取决于由浓差梯度所引起的扩散速率,故称之为扩散电流。
极谱式传感器 它与上述原电池式传感器的基本区别在于该电池施加了外部附加电压,而原电池式传感器没有外加电压。这类传感器是依据极诺分析的原理工作的。在极谱分析中,利用不同离子的极诺图具有不同的半波电位E这一特点,来检出不同性质的离子。在极诺式气体传成器中,则是利用气体的极谱图(电流—电压曲线)来选择不同的外加电压,以检出不同的气体。阶捞形曲线即为所谓的极谱图,当外加电压Z较低队仅有一微小的残余电流流过电解池。当外加电压增大到某一特定数值时,电流i急剧增大,直至升高到一个极限电流值为止。此后,外加电压苦继续增机电流也不再增大,而稳定在一个电流坪区上。此时的极限电流值取决于待测气体分子透过隔膜的扩散速岛它与残余电流之差称为极限扩散电流,简称扩散电流。扩散电流与待测气体组分的浓度之间亦存在着式所确定的正比关系。因此,只要将外加电压五的数值设定在电掩坪区所对应的电压范围内,传感器输出的电流大小便与溶液内待气体的浓度成正比 这样,只要待测介质中合有溶解氛在正极和负极之间便有电流通达达于稳定状态时的电流强度与被测介质中溶解氧的浓度成比例,由此便可测定溶解氧浓度。
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