CN208171913U - 一种高精度极谱型溶解氧测定仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高精度极谱型溶解氧测定仪，包括壳体，电极壳体内部由防水隔板分隔为机械控制室和电极反应室。机械控制室内安装有电机、旋转电刷和联轴器，电极反应室内安装有金电极和银电极，驱动轴贯穿电极反应室底部。电极反应室底部设置多层复合薄膜，复合薄膜层间填充吸附物质。复合薄膜下部安装自清洁叶片和导流叶片，分别用以除去附着在复合薄膜表面的杂质和导流待测水样。本实用新型的高精度极谱型溶解氧测定仪利用电解池反应可以精确测定溶解氧浓度。并且利用复合薄膜、活性炭、自清洁叶片，除去待测水样中的杂质，进一步提升检测精确程度和设备使用寿命，适用于污水处理厂、化工企业等需要在线监测溶解氧的单位。
Description
技术领域
本实用新型属于检测设备领域，涉及水质检测设备，具体涉及一种高精度极谱型溶解氧测定仪。
背景技术
溶解氧检测是水质检测一项非常重要的指标。典型应用包括水环境监测、工业生产、渔业、污废水排放控制和实验室检测生物需氧量(BOD) 等。现有技术中溶解氧的测定主要采用碘量法和膜电极法。
碘量法主要用于实验室测定。向水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后，氢氧化物沉淀溶解，并与碘离子反应而释放出游离碘。以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，据滴定溶液消耗量来计算溶解氧含量。碘量法需要用到硫代硫酸钠标准溶液和滴定实验的设备，并且对操作人员的操作准确度要求比较高，不适宜除实验室以外的实用推广。
膜电极法主要用于实际检测水体溶解氧浓度。其工作原理是氧透过隔膜被工作电极还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流，通过测量此扩散电流，得到水中溶解氧的浓度。根据可测浓度不同，膜电极法测定溶解氧分为原电池式和极谱式两种类型。原电池式用银作阳电极，铅作阴电极。阳电极和银电极浸入氢氧化钾电解池中，形成两个半电池，外层同样用薄膜封住。溶解氧在阳极被还原，产生扩散电流，通过测定扩散电流可得溶解氧浓度。
极谱式膜电极以极谱型(Polarography)：电极中，由黄金(Au)环或铂(Pt)金环作阴极；银-氯化银(或汞-氯化亚汞)作阳极。电解液为氯化钾溶液。阴极外表面覆盖一层透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡胶等透气材料。阴阳两电极之间外加0.5～0.8伏的极化电压。当溶解氧透过薄膜到达黄金阴极表面，薄膜挡住了电极内外液体交流，使水中溶解氧渗入电极内部，通过外部电路测得扩散电流可知溶解氧浓度。在电极上发生如下反应：
阴极被还原：O2+2H2O+4e→4OH-
同时，阳极被氧化：4Cl-+4Ag-4e→4AgCl
在正常情况下，上述还原-氧化反应产生的扩散电流i∞之值与溶氧浓度成正比。可用下式表示：
i∞＝nFA(Pm/L)Cs
式中：
i∞－稳定状态的扩散电流
n－得失电子数
F－法拉第常数(96500库仑)
A－阴极表面积(平方厘米)
Pm－薄膜的渗透系数(厘米2/秒)
L－薄膜的厚度(厘米)
Cs－溶解氧浓度(ppm)
当电极结构和薄膜确定之后，式中A、Pm、L、n等均为常数。令K＝nFA (Pm/L)，则上式中：i∞＝KCs。
因此可见，只要测得扩散电流i∞，即可测得溶解氧浓度。
现有技术中的极谱型溶解氧仪由于有膜的渗透率、氧的反应速率、SO2、 Cl2、Br2、I2、水蒸气、藻类等因素的干扰，会使得所测得的水中的溶解氧(Do) 结果偏小，不能得到准确的溶解氧数据。若溶解氧仪长期连续在线监测，水中污染物会附着在薄膜表面堵塞薄膜，甚至水中微生物会在薄膜表面附着形成一层生物膜，严重干扰溶解氧测定，最终导致溶解氧仪失去作用。以至于影响污水处理厂正常运行或水体藻类爆发，影响水质。并且极谱型溶解氧测定仪在测定水中溶解氧时，由于薄膜周围的溶解氧都通过薄膜进入探头内的反应室，探头周边的溶解氧快速下降而水中溶解氧的扩散不及时，在连续测定时与水中溶解氧真实值存在误差。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种高精度极谱型溶解氧测定仪，以解决现有技术中膜电极法溶解氧浓度测试一般适用于较高浓度，且测定结果一般偏小，对于溶解氧浓度较小的水体(如锅炉管道用水)有较大误差的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：
一种高精度极谱型溶解氧测定仪，包括电极壳体，所述的电极壳体内部由防水隔板分隔为机械控制室和电极反应室；
所述的机械控制室内安装有电机，驱动轴通过安装在防水隔板上的联轴器与所述的电机共轴连接并贯穿电极反应室底部；
所述的驱动轴伸入机械控制室的部分安装有两个电磁转刷，驱动轴伸入电极反应室的部分的中间部位套接安装硅胶套管，所述的硅胶套管上安装有银电极和金电极，所述的银电极和金电极通过导线分别与一个电磁转刷连接；
所述的电极反应室底部安装有复合薄膜；
所述的驱动轴上安装有自清洗叶片，所述的自清洗叶片与复合薄膜底面接触，但不固定；
所述的驱动轴底部末端安装有导流叶片。
本实用新型还具有如下技术特征：
具体的，所述的电极壳体顶部安装有可拆卸的防水盖板。
具体的，所述的导线固定于驱动轴表面并与电磁转刷接触但不固定以导通电流，所述的导线进入电极反应室的部分为防水导线。
具体的，所述的银电极为细丝螺旋状，并固定于所述的硅胶套管上。
具体的，所述的金电极为螺旋片状，并固定于所述的硅胶套管上。
具体的，所述的电极反应室充满电解液，所述的电解液为KCl、NaCl 溶液中的一种。
具体的，所述的复合薄膜为设置多层，层间填充杂质吸附材料。
优选的，所述的复合薄膜为双层聚四氟乙烯薄膜，层间填充活性炭。
本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：
(Ⅰ)本实用新型的高精度极谱型溶解氧测定仪利用电解池反应，使水中溶解氧在阴极被还原，产生与溶解氧浓度成正比的扩散电流。通过检测扩散电流，可以精确测定待测水样中的溶解氧浓度；
(Ⅱ)本实用新型的高精度极谱型溶解氧测定仪在电极反应室底部安装了多层复合薄膜，并在薄膜层间填充了用于吸附待测水样中杂质的吸附材料。通过多层薄膜的过滤和层间吸附材料的吸附作用，尽可能的除去了待测水样中影响溶解氧测定精度的杂质，极大地提升了电极的寿命和溶解氧测定精确程度；
(Ⅲ)本实用新型的高精度极谱型溶解氧测定仪底部安装了自清洁叶片和导流叶片。导流叶片使待测水样在混合均匀的情况下进入测试仪电极区域，使吸附于复合薄膜表面的杂质被刷除。极大提升了溶解氧测定仪持续工作的能力，使本实用新型的溶解氧测定仪可以进行较长时间内的连续在线监测。
附图说明
图1是本实用新型的侧面透视结构示意图。
图2是本实用新型的俯视结构示意图。
图3是本实用新型的仰视结构示意图。
图中各个标号的含义为：1-电极壳体，2-防水隔板，3-机械控制室，4- 电极反应室，5-电机，6-驱动轴，7-联轴器，8-电磁转刷，9-硅胶套管，10- 银电极，11-金电极，12-导线，13-复合薄膜，14-自清洗叶片，15-导流叶片， 16-防水盖板。
以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
遵从上述技术方案，以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明。
实施例：
本实施例给出一种极高精度谱型溶解氧测定仪，如图1至图3所示，包括电极壳体1，电极壳体1内部由防水隔板2分隔为机械控制室3和电极反应室4；
机械控制室3内安装有电机5，驱动轴6通过安装在防水隔板2上的联轴器7与电机5共轴连接并贯穿电极反应室4底部；
驱动轴6伸入机械控制室3的部分安装有两个电磁转刷8，驱动轴6伸入电极反应室4的部分的中间部位套接安装硅胶套管9，硅胶套管9上安装有银电极10和金电极11，银电极10和金电极11通过导线12分别与一个电磁转刷8连接；
电极反应室4底部安装有复合薄膜13；
驱动轴6上安装有自清洗叶片14，自清洗叶片14与复合薄膜13底面接触，但不固定；
驱动轴6底部末端安装有导流叶片15。
作为本实用新型的一种具体方案，本实施例的电极壳体1顶部安装有可拆卸防水盖板16。
作为本实用新型的一种具体方案，本实施例的导线12固定于驱动轴6 表面并与电磁转刷8接触但不固定以导通电流，导线12进入电极反应室4 的部分为防水导线。
作为本实用新型的一种具体方案，本实施例的银电极10为细丝螺旋状，并固定于硅胶套管9上。
作为本实用新型的一种具体方案，本实施例的金电极11为螺旋片状，并固定于硅胶套管9上。
作为本实用新型的一种具体方案，本实施例的电极反应室4充满电解液，电解液为KCl、NaCl溶液中的一种。
作为本实用新型的一种具体方案，本实施例的复合薄膜13为设置多层，层间填充杂质吸附材料。
作为本实用新型的一种优选方案，本实施例的复合薄膜13为双层聚四氟乙烯薄膜，层间填充活性炭。
本实用新型的高精度极谱型溶解氧测定仪的检测通过以下步骤进行：
步骤一：打开溶解氧测定仪电源，将电极伸入待测水样中并固定。
步骤二：水样在导流叶片抽吸作用下，接触复合薄膜，水中的溶解氧通过符合薄膜，进入电极反应室内，并在阴极上被还原而产生与溶解氧浓度成正比的扩散电流。同时，复合薄膜及层间活性炭吸附水样中影响检测精度的杂质，自清洗叶片持续转动，将附着在复合薄膜表面的杂质刷除。
步骤三：通过导线读取扩散电流并将其转换为溶解氧浓度。
Claims (8)
1.一种高精度极谱型溶解氧测定仪，包括电极壳体(1)，其特征在于，所述的电极壳体(1)内部由防水隔板(2)分隔为机械控制室(3)和电极反应室(4)；
所述的机械控制室(3)内安装有电机(5)，驱动轴(6)通过安装在防水隔板(2)上的联轴器(7)与所述的电机(5)共轴连接并贯穿电极反应室(4)底部；
所述的驱动轴(6)伸入机械控制室(3)的部分安装有两个电磁转刷(8)，驱动轴(6)伸入电极反应室(4)的部分的中间部位套接安装硅胶套管(9)，所述的硅胶套管(9)上安装有银电极(10)和金电极(11)，所述的银电极(10)和金电极(11)通过导线(12)分别与一个电磁转刷(8)连接；
所述的电极反应室(4)底部安装有复合薄膜(13)；
所述的驱动轴(6)上安装有自清洗叶片(14)，所述的自清洗叶片(14)与复合薄膜(13)底面接触，但不固定；
所述的驱动轴(6)底部末端安装有导流叶片(15)。
2.如权利要求1所述的高精度极谱型溶解氧测定仪，其特征在于，所述的电极壳体(1)顶部安装有可拆卸防水盖板(16)。
3.如权利要求1所述的高精度极谱型溶解氧测定仪，其特征在于，所述的导线(12)固定于驱动轴(6)表面并与电磁转刷(8)接触但不固定以导通电流，所述的导线(12)进入电极反应室(4)的部分为防水导线。
4.如权利要求1所述的高精度极谱型溶解氧测定仪，其特征在于，所述的银电极(10)为细丝螺旋状，并固定于所述的硅胶套管(9)上。
5.如权利要求1所述的高精度极谱型溶解氧测定仪，其特征在于，所述的金电极(11)为螺旋片状，并固定于所述的硅胶套管(9)上。
6.如权利要求1所述的高精度极谱型溶解氧测定仪，其特征在于，所述的电极反应室(4)充满电解液，所述的电解液为KCl、NaCl溶液中的一种。
7.如权利要求1所述的高精度极谱型溶解氧测定仪，其特征在于，所述的复合薄膜(13)为设置多层，层间填充杂质吸附材料。
8.如权利要求7所述的高精度极谱型溶解氧测定仪，其特征在于，所述的复合薄膜(13)为双层聚四氟乙烯薄膜，层间填充活性炭。
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