電化學(xué)氧分析儀是一種用于測量氣體中氧氣濃度的儀器，其工作原理基于電化學(xué)原理。下面將詳細(xì)介紹電化學(xué)氧分析儀的工作原理，包括電極與電解液的構(gòu)成、氣體擴(kuò)散至電極、氧化還原反應(yīng)的發(fā)生、電流的產(chǎn)生與測量、電流與濃度的關(guān)系、實(shí)時連續(xù)監(jiān)測以及溫度與流速控制等方面。

 

一、電極與電解液構(gòu)成

 

電化學(xué)氧分析儀的核心部件是氧電極，它通常由貴金屬(如銀)和電解質(zhì)溶液(如氯化鉀溶液)組成。電極的貴金屬部分作為催化劑，促進(jìn)氧氣與電解質(zhì)溶液之間的氧化還原反應(yīng)。電解液在電極間傳遞離子，從而形成電流。

 

氣體擴(kuò)散至電極

 

待測氣體通過擴(kuò)散作用進(jìn)入電化學(xué)氧分析儀的傳感器室，并接觸氧電極。在擴(kuò)散過程中，氧氣分子逐漸接近氧電極表面，為氧化還原反應(yīng)的發(fā)生做好，準(zhǔn)備。

 

三、氧化還原反應(yīng)發(fā)生

 

在氧電極表面，氧氣分子與電極上的貴金屬催化劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)。具體來說，氧氣分子在催化劑的作用下被還原成氣離子，同時金展催化劑被氧化。這一過程是電化學(xué)氧分析儀測量氧氣濃度的關(guān)鍵步驟。

 

四、電流產(chǎn)生與測量

 

氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致氧離子在電解液中移動，從而形成電流。這一電流的大小與氧氣濃度成正比。電化學(xué)氧分析儀通過測量這一電流值，可以推算出氣體中的氧氣濃度。

 

五、電流與濃度關(guān)系

 

電化學(xué)氧分析儀在出廠前會進(jìn)行標(biāo)走，以確定電流值與氧氣濃度之間的對應(yīng)關(guān)系，在實(shí)際測量過程中，儀器根據(jù)測得的電流值，通過預(yù)設(shè)的標(biāo)走曲線或算法，計算出氣體中的氧氣濃度。