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目前市場上出現(xiàn)了各種各樣的PH計及溶氧儀,那么大家對PH計和溶氧儀的工作原理了解多少呢?詳細PH計和溶氧儀的工作原理請往下關(guān)注,下面講述的分別是PH計工作原理和溶氧儀工作原理。
pH計的工作原理:
任何溶液的酸堿度都可以用氫離子濃度來表示。由于水本身具有電離作用,當22℃時每升純水含有10-7克的[H+],而氫的原子量和原子價都是1,所以每升純水含有l(wèi)0-7克當量的[H+],由于純水中的[H+]是由于水分子本身離解產(chǎn)生,即:
H2O=H++OH-
純水呈中性,即兩種離子濃度相等,[H+]=[OH-],其乘積為定溫常數(shù),稱為離子積K水。
K水=[H+][OH-]=10-7*10-7=10-14
上式適用于任何酸堿性溶液,即任何一種水溶液,其中[H+][OH-]積都等于10-14 。例如在某種水溶液中[H+]=10-3,則[OH-]必然為10-11 ,因此對于任何一種水溶液,只要知道[H+],則[OH-]就很容易求得,通常用氫離子濃度的常用對數(shù)的負值來定義pH,表示為:pH=-lg[H+],
因此中性溶液的pH值等于7。如果有過量的氫離子,則pH值小于7,溶液呈酸性;反之,氫氧根離子過量,則溶液呈堿性。
pH值隨著所溶解的物質(zhì)的多少而定,因此pH值能靈敏地指示出水質(zhì)的變化情況。pH值的變化對生物的繁殖和生存有很大影響,同時還嚴重影響活性污泥生化作用,即影響處理效果,污水的pH值一般控制在6.5~7之間。
pH值通常用電位法測量,常用一個恒定電位的參比電極和測量電極組成一個原電池,原電池電動勢的大小取決于氫離子的濃度,也取決于溶液的酸堿度。型沉人式pH計。該儀表測量電極采用特殊的對pH反應靈敏的玻璃電極,它具有測量精度高、抗干擾性好等特點。當它浸人被測溶液時,被測溶液中氫離子與電極球泡表面水化層中的氫離子平衡,同時玻璃球內(nèi)外的溶液和電極球泡內(nèi)壁的水化層產(chǎn)生電位差,玻璃電極內(nèi)部充有pH值固定的緩沖溶液,引出電極浸人內(nèi)溶液中形成半電池,與甘汞電極中浸人在飽和氯化鉀溶液中形成的半電池同時引人轉(zhuǎn)換器進行測量。pH值不同,對應產(chǎn)生的電位也不一樣,通過變送器將其轉(zhuǎn)換成標準4-20mA輸出。
溶解氧分析儀的工作原理:
水中的氧含量可充分顯示水自凈的程度。對于使用活化污泥的生物處理廠來說,了解曝氣池的氧含量非常重要,污水中溶氧增加,會促進除厭氧微生物以外的生物活動,因而能去除揮發(fā)性物質(zhì)和易于自然氧化的離子,使污水得到凈化。
測定氧含量主要有三種方法:自動比色分析和化學分析測量,順磁法測量,電化學法測量。水中溶氧量一般采用電化學法測量。
氧能溶于水,溶解度取決于溫度、水表面的總壓、分壓和水中溶解的鹽類。大氣壓力越高,水溶解氧的能力就越大,其關(guān)系由亨利(Henry)定律和道爾頓(Dalton)定律確定,亨利定律認為氣體的溶解度與其分壓成正比。
氧量測量傳感器由陰極(常用金和鉑制成)和帶電流的反電極(銀)、無電流的參比電極(銀)組成,電極浸沒在電解質(zhì)如KCl、KOH中,傳感器有隔膜覆蓋,覆膜將電極和電解質(zhì)與被測量的液體分開,只有溶解氣體能滲透覆膜,因此保護了傳感器,既能防止電解質(zhì)逸出,又可防止外來物質(zhì)的侵人而導致污染和毒化。
向反電極和陰極之間施加極化電壓,假如測量元件浸人在有溶解氧的水中,氧會通過隔膜擴散,出現(xiàn)在陰極上(電子過剩)的氧分子就會被還原成氫氧根離子[OH-]。電化學當量的氯化銀沉淀在反電極上(電子不足),對于每個氧分子,陰極放出4個電子,反電極接受電子,形成電流:4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-。
電流的大小與被測污水的氧的分壓成正比,該信號連同傳感器上熱電阻測出的溫度信號被送人變送器,利用傳感器中存儲的含氧量和氧分壓、溫度之間的關(guān)系曲線計算出水中的含氧量,然后轉(zhuǎn)化成標準信號輸出。參比電極的功能是確定陰極電位。
當大家對PH計和溶氧儀的工作原理有了初步了解認識后,相信大家在使用PH計測量或溶氧儀時會更加熟練、準確。閱讀本文的用戶還對以下文章感興趣:
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