溶氧分析仪的工作原理

溶氧分析仪的工作原理

溶氧分析仪是一种用于测量液体中溶解氧浓度的仪器。它广泛应用于水质监测、环境保护、生物医学研究等领域。溶氧分析仪的工作原理主要基于氧气在液体中的溶解和电化学反应。

一、氧气的溶解

氧气在液体中的溶解是通过份子扩散实现的。当氧气接触到液体表面时，由于

气体份子与液体份子之间存在巨大的能量差异，氧气份子会进入液体中并与液体份子发生相互作用。这个过程可以用亨利定律来描述，即氧气的溶解量与氧气分压成正比。溶解氧的浓度可以通过测量氧气分压来间接计算。

二、电化学反应

溶氧分析仪通常采用电化学传感器来测量溶解氧浓度。电化学传感器由两个电

极组成：工作电极和参比电极。工作电极通常由银、铂或者金等材料制成，而参比电极则是一个稳定的电极，用于提供一个已知电势作为参考。

在溶氧分析仪中，工作电极表面通常有一层氧化膜。当氧气份子通过氧化膜进

入工作电极时，会发生氧还原反应。具体来说，氧气份子在工作电极上被还原成氢氧根离子（OH-），同时产生电子。这些电子会通过外部电路流动到参比电极上，

从而形成一个电流。

三、测量原理

根据法拉第电解定律，流经电解质溶液的电流与电解质中的物质量成正比。因此，测量溶解氧浓度的关键在于测量电流的大小。溶氧分析仪会通过测量电流的强度来确定溶解氧的浓度。

为了提高测量的准确性和稳定性，溶氧分析仪通常会对电流进行放大和滤波处理。放大电路会将微弱的电流信号放大到合适的范围，以便进行后续的处理和分析。滤波电路则可以去除电流中的噪声和干扰信号，提高测量结果的可靠性。

四、校准和维护

为了确保溶氧分析仪的准确性和可靠性，定期进行校准和维护是必要的。校准

通常是通过将溶氧分析仪放入已知溶解氧浓度的标准溶液中进行比对来完成的。校准的目的是调整仪器的测量结果，使其与实际值相符。

此外，溶氧分析仪还需要定期清洁和更换电极。由于液体中可能存在杂质和污

染物，这些物质可能会附着在电极表面，影响测量的准确性。因此，定期清洁电极可以保持仪器的稳定性和精确性。此外，电极的使用寿命有限，需要定期更换以保证测量结果的准确性。

总结：

溶氧分析仪的工作原理基于氧气在液体中的溶解和电化学反应。通过测量电流

的大小，可以确定溶解氧的浓度。为了保证测量结果的准确性和可靠性，溶氧分析仪需要进行校准和维护。校准可以调整仪器的测量结果，而维护则包括清洁和更换电极等操作。溶氧分析仪在水质监测、环境保护和生物医学研究等领域发挥着重要作用。