电场化学仪表电流式分析仪器.ppt

1、第三章 电流式分析仪器,本章重点掌握内容： 基本概念 电流式分析仪器的基本知识 三种溶氧分析仪的测量方法 溶氧的标定方法,第三章 电流式分析仪器,一、概念：通过测量电极与被测物质构成的测量系统的电流变化，而获知溶液离子活度的分析方法。,实现方法：通过传感器将溶液的浓度的变化量转换成电流信号的变化量。,二、电流式分析仪器的基本知识,（一）原电池型传感器,测量原理：被分析的物质参与原电池的化学反应,产生一个与被测物质浓度相关的电流信号,检测其电流就能获知被分析物质的浓度。,可分为接触式、复膜式、洗出式,1.接触式：由镉、金组成的原电池,极化电池:由两种不同金属及其被测溶液构成的电极系统，当两电极电

2、位等于0V时的平衡状态的原电池。,去极化剂：破坏电池原有的平衡状态，部分 地消除原电池的极化物质,Au,Cd,测量公式:根据电极扩散动力学方程式有,存在的缺点:由于电极直接和被测水样接触,因此水样中某些离子、杂质影响测量的准确度。,2.复膜式：通过透气膜将被测水样与电极系统隔离开，减小或消除了被测水样中杂质的影响.,测量公式:原电池极限扩散电流I为,透气膜选择性:对被测组分有很高的透过性,而其它组分难于通过，具有较强的抗干扰能力。,选择性可用透气率表示：,气体在膜中的扩散系数,透气膜材料：常采用聚四氟乙烯、聚乙烯制成,透气膜受温度的影响很大，透气率是温度的正指数函数，采用温度补偿加以修正。,透

3、气膜的稳定性:膜对酸碱的化学稳定性抗过温能力膜的机械强度等.,采用强电解质和缓冲溶液，降低内阻避免热效应引起的电位漂移；pH8减少波动。,3.洗出式（典型仪器为DJ101溶氧分析仪）：由洗出装置（置换装置）和检测装置组成的传感器,洗出装置作用：用纯氢气将水中溶解的被测气体洗提到氢气中，然后被氢气带到检测其中分析,溶解氧的置换：根据亨利定律，在定温及平衡条件下，某气体在液体里的溶解度和该气体的平衡压力成正比。即： P=kn,分析流程,（二）极谱型传感器,1. 测量原理,在阴阳两极外加一可变电压U UU0时，I按指数函数规律上升 UU1时，I趋于稳定值I0，且与被测物质浓度成正比 半波电位： I0

4、2所对应的电压值U12，可定性分析 溶液存在多种物质时，各物质对极限扩散电流都有贡献 削除干扰，采用选择性透气膜,2. 影响因素,新型极谱式传感器特点： 三电极体系，除传统的铂阴极、银阳极外，还有一银质参比电极，大大提高了信号的稳定性和精度零点稳定。 内置自消耗电极，自行消耗电解液中的残余氧。,7931溶氧电极是平衡式溶解氧电极，采用了罗斯溶氧电极原理，最大的特点就是不耗氧。由此带来了许多应用上的特点，在国内的电厂中使用不少。7931 采用三电极体系，阴极和阳极为两根双绕的细铂丝，浸在由永久性隔膜包住的电解液中。同时用银丝带做参比电极，提供控制反应的偏压。,功能特点 ：专利型探头永久性，不需更

5、换膜片和电解液 不怕污染 使用一般不受流量的影响，不需机械搅拌无阴极的电镀效应和电极损耗测量准确，反应灵敏,(三)平衡型传感器,存在的问题： 1、电极出问题时基本上没有解决办法，只有整支换掉，使用费用较高。2、质保期只有一年，而且从离开美国开始算，使用寿命很难保证。,（二）溶氧分析仪的校准,1. 为什么要对溶氧表进行标定,由于现场长期使用引起电极老化、内电解质液消耗，组分变化、气透污染及老化等问题，为解决上述原因造成的基线漂移灵敏度下降，因此必需定期标定。,2. 标定的方法,化学分析法、饱和溶氧法、空气法、电解法,化学分析法:电力行业标准SS-12-2-84(靛蓝二磺酸钠比色法) SS-12-

6、3-84(靛蓝二磺酸钠葡萄糖比色法) 缺 点：人为误差大，实时性差,饱和氧水法:用空气饱和溶氧水标定，其溶解度与大气压、饱和氧水温度、含盐量及其他溶解度的溶质的影响有关。,采用除盐水饱和溶氧法，其溶解氧浓度可表示为：,0（mg/L）为0时的饱和溶氧浓度, 014.5mg/L,对痕量溶氧分析进行校正时，去配制浓度更低的标准液,方法:采用硅橡胶管透气法，装置如图所示装置出口水饱和溶氧浓度i(ug/L)为：,当K1时,水样本底氧浓度(ug/L),副流路于主流路的流量比,空气校正法 :将电极暴露在空气中，使空气中的氧通过透气膜进入到内电解液中达到平衡，由于内电解液中的饱和氧浓度与温度、大气压及内电解液的性质有关。 缺 点：只能作为粗校，不适于痕量分析,电解氧校正法 :在测量池前端配置电解池(由铂金电极构成，在其两极加一定电压)，保持流量恒定，当电流恒定时，水样中就有一个恒定的氧浓度增量，用此氧浓度增量对溶氧分析仪进行校正,电解氧校正法应注意的事项：,电解氧法校正是当前极谱式测量较为流行的标定法