溶解氧仪的工作原理

溶解氧仪一般采用隔膜电极作为换能器，将溶解氧浓度（实际上是氧分压）转换成电信号，然后进行放大调整（包括盐度和温度补偿），通过模数转换显示。一般情况下，还原氧化反应产生的扩散电流i∞的值与溶解氧浓度成正比。溶解氧仪适用于各种环境中溶解氧含量的测量，特别是养殖水体、光合作用和现场测量。很多人都很好奇这个仪表的工作原理。一个小仪表实际上可以测量水中的氧气含量。那么溶解氧仪的工作原理是什么呢？

溶解氧仪一般采用隔膜电极作为换能器，将溶解氧浓度（实际上是氧分压）转换成电信号，然后进行放大调整（包括盐度和温度补偿），通过模数转换显示。

溶解氧仪的电解质是钾溶液。阴极的外表面覆盖有透氧膜。隔膜可以由透气材料制成，例如聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯和硅橡胶。在阳极和阴极之间施加0.5～1.5伏的极化电压。一些极化电压0.7 伏。当溶解氧通过薄膜到达金阴极表面时，在电极上发生如下反应：

阴极还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ；同时阳极被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl；一般情况下，还原氧化反应产生的扩散电流i∞的值与溶解氧浓度成正比。可以用以下公式表示：

i∞=nFA(Pm/L)Cs 其中： i∞-稳定扩散电流 n-获得和失去的电子数；F-法拉第常数（96500 库仑）；A-阴极表面积（平方厘米）；Pm-薄膜渗透系数（cm2/sec）；L-薄膜厚度（cm）；Cs-溶解氧浓度（ppm）。当电极结构和薄膜确定时，A、Pm、L、n等都是公式中的常数。设K=nFA(Pm/L)，则上式中：i∞=KCs。

由以上内容可知，只要能测出扩散电流i∞，就可以测出溶解氧浓度。为了消除温度、盐度和气压的影响，每个型号的产品都使用自己的技术进行补偿。原电池：当外部氧分子穿透薄膜进入电极内相到达阴极三相界面时，发生如下反应：

银阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OHˉ 同时铅阳极被氧化：2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O 即：氧在银阴极上被还原成氢氧根离子，而同时，电路外接。获得电子；铅阳极被氢氧化钾溶液腐蚀，生成氢钾铅酸，同时向外电路输出电子。接通外电路后，会有信号电流通过，其值与溶解氧浓度成正比。