Факторы, влияющие на измерения растворенного кислорода
Растворимость кислорода зависит от температуры, давления и соли, растворенной в воде. Кроме того, кислород быстрее диффундирует через раствор, чем через мембрану. Если скорость потока слишком низкая, это вызовет помехи.
1. Влияние температуры При изменении температуры коэффициент диффузии мембраны и растворимость кислорода будут меняться, что напрямую повлияет на выходной ток электрода с растворенным кислородом. Термистор часто используется для устранения влияния температуры. С повышением температуры коэффициент диффузии увеличивается, но вместо этого растворимость уменьшается. Влияние температуры на коэффициент растворимости а можно оценить по закону Генри, а влияние температуры на коэффициент мембранной диффузии можно оценить по закону Аррениуса.
(1) Коэффициент растворимости кислорода: поскольку на коэффициент растворимости a влияет не только температура, но и состав раствора. При одном и том же парциальном давлении кислорода фактическая концентрация кислорода в различных компонентах также может быть разной. По закону Генри известно, что концентрация кислорода пропорциональна его парциальному давлению. Для разбавленного раствора изменение коэффициента растворимости а составляет около 2 процентов/градус при изменении температуры.
(2) Коэффициент диффузии пленки: Согласно закону Аррениуса, соотношение между коэффициентом растворимости и температурой T равно: C=KPo2·exp(- /T), где K и Po2 приняты равными постоянная, то можно рассчитать, что она составляет 2,3 процента/градус при 25 градусах. После расчета коэффициента растворимости а можно рассчитать коэффициент диффузии мембраны путем сравнения показаний прибора и значения лабораторного анализа (процесс расчета здесь опущен). Коэффициент диффузии мембраны составляет 1,5 процента на градус при 25 градусах.
2. Влияние атмосферного давления Согласно закону Генри растворимость газа пропорциональна его парциальному давлению. Парциальное давление кислорода зависит от высоты над уровнем моря. Разница между площадью плато и равниной может достигать 20 процентов, и перед использованием ее необходимо компенсировать в соответствии с местным атмосферным давлением. Некоторые приборы оснащены барометром внутри, который может автоматически корректироваться во время калибровки; некоторые приборы не оснащены барометром и должны быть настроены в соответствии с данными, предоставленными местной метеостанцией во время калибровки. Если данные неверны, это приведет к большим ошибкам измерения.
3. Содержание солей в растворе Растворенный кислород в рассоле значительно ниже, чем в водопроводной воде. Для точного измерения необходимо учитывать влияние содержания соли на растворенный кислород. В условиях постоянной температуры растворенный кислород уменьшается примерно на 1 процент при увеличении содержания соли на каждые 100 мг/л. Если расходомер использует раствор с низким содержанием соли во время калибровки, но реальный измеренный раствор имеет высокое содержание соли, это также приведет к ошибкам. При фактическом использовании содержание соли в измеряемой среде необходимо анализировать для точного измерения и правильной компенсации.
4. Скорость потока образца. Диффузия кислорода через мембрану медленнее, чем через образец, поэтому необходимо обеспечить полный контакт мембраны электрода с раствором. При проточном методе обнаружения кислород в растворе будет диффундировать в проточную кювету, что приведет к потере кислорода в растворе вблизи мембраны, что приведет к диффузионным помехам и повлияет на измерение. Для точного измерения скорость потока раствора, протекающего через мембрану, следует увеличить, чтобы компенсировать потерю кислорода в результате диффузии, а минимальная скорость потока образца составляет 0,3 м/с.
