气液两相氧分析仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种气液两相氧分析仪，包括主机、探头；所述主机和所述探头通过连接线连接；所述主机包括外壳及设置在所述外壳内的电路部分；所述外壳上设有防水薄膜开关；所述防水薄膜开关设有操作键；所述探头采用Clark氧电极；所述探头还内置温度传感器、压力传感器和湿度传感器；所述气液两相氧分析仪具有校准模式、溶解氧测量模式和气体氧测量模式。本实用新型专利技术的气液两相氧分析仪，基于电化学极谱法(Clark氧电极)，灵敏度高，测量范围宽，反应快，选择性好，开机自动校准，使用方便，具备气液两相样品(溶解氧、气体氧)检测功能，既可检测水及液体中的溶解氧浓度，又可测量环境及气相样品中的氧气浓度。

【技术实现步骤摘要】
气液两相氧分析仪
本技术涉及氧测量
，具体涉及一种既可测量水及液体中的溶解氧浓度，又可测量气体中氧浓度的气液两相氧分析仪。
技术介绍
溶解氧(单位mg/L)是指溶解于水中或液体中的氧。溶解氧的测量是发电、锅炉、食品饮料、污水处理、环境监测、水产养殖等部门不可缺少的监测项目。在石油、化工、燃气、煤炭、冶金、电力、市政、农业、食品、生物、医药、高校、科研等行业，需要对作业环境及样品中氧气的浓度(单位％)进行测量。现有的氧分析仪多数只能检测单一对象的氧，溶解氧分析仪只可检测水及液体中的溶解氧浓度，不能检测气态样品的氧气浓度。而氧气检测仪可测量环境及气相样品中的氧气浓度，不能测量水及液体中的溶解氧浓度。在某些行业，如电力、化工等，用户不光要测量水中或液体中的溶解氧，又需要测量环境、作业环境及气相样品中的氧气浓度。因现有仪器的功能限制，用户需要使用溶解氧分析仪和气体氧检测仪两种仪器单独进行测量，成本高，使用不便。目前的溶解氧分析仪多采用电极法(Clark氧电极)。溶氧仪由氧传感器(Clark氧电极)和显示仪表两个部分组成。Clark氧电极是一种为测定水中溶解氧含量而设计的极谱电极，最早由L.C.Clark研制(1953)。Clark氧电极由镶嵌在绝缘材料上的阴极和阳极构成。阳极采用银，制成圆环状，作为参比电极，阳极的面积要尽可能大一些，以降低电机表面电流密度，减少阳极的极化现象，使其电极电位不受外加电压的影响。阴极采用铂或金，一般制成圆点或圆盘状，位于阳极的中央。电极表面覆盖一层薄膜，只允许氧气分子通过，在电极与薄膜之间充以氯化钾或氢氧化钾溶液作为电解质。当对两电极施加稳定的极化电压(0.7V)时，样品中的氧透过薄膜，在电极上发生反应，产生扩散电流：阴极：O2+2H2O+4eˉ→4OHˉ阳极：4Ag+4Clˉ→4AgCl+4eˉ温度不变的情况下，Clark氧电极(氧传感器)输出的电流信号与氧浓度(或氧含量)呈线性关系。氧传感器输出的电流信号输入二次仪表放大处理后，即可算出溶解氧的浓度(或气体氧含量)。同时，氧传感器还内置有温度传感器检测样品温度，对氧浓度进行温度补偿。由于水中溶解氧能透过薄膜而电解质不能透过，因而排除了被测溶液中各种离子电解反应的干扰，测试中不需要试剂，操作简便，而且样品色度和浑浊度不影响测定，只需每次测定前都校正溶解氧测定仪以减少误差。由于量程广、精度高(特别在μg/L痕量级溶氧测量应用场合)、方法简便、快速、干扰少、技术成熟，Clark氧电极成为测定溶解氧的专用性电极。
技术实现思路
本技术实际需要解决的技术问题是：针对现有技术中的不足，提供一款基于极谱法(Clark氧电极)的氧检测仪。仪器灵敏度高，响应速度快，开机自动校准，使用方便，具备气液两相样品(溶解氧、气体氧)检测功能，既可检测水及液体中的溶解氧浓度，又可测量环境及气相样品中的氧气浓度，用于发电、锅炉、食品饮料、污水处理、环境监测、水产养殖等部门溶解氧的检测，粮食果蔬存储、培养箱、抢险、坑道、地下管线、人防工事、舰艇等氧气含量检测，电站、冶炼、化工等锅炉燃烧过程气相中氧浓度的测量。本技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：气液两相氧分析仪，包括主机、探头；所述主机和所述探头通过连接线连接；所述主机包括外壳，以及设置在所述外壳内的电路部分；所述外壳上设有防水薄膜开关；所述防水薄膜开关设有操作键；所述探头采用Clark氧电极；所述探头还内置温度传感器；所述探头安装有压力传感器和湿度传感器；所述电路部分包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、A/D转换器、单片机、存储器、显示器、报警器，所述第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器均与所述A/D转换器连接，所述单片机与所述A/D转换器、存储器、显示器、报警器连接，所述单片机还与所述防水薄膜开关的操作键连接，对所述操作键的触发作出相应响应；所述第一放大器的信号输入端与所述探头的氧信号输出端连接，所述第二放大器的信号输入端与所述温度传感器的信号输出端连接，所述第三放大器的信号输入端与所述压力传感器的信号输出端连接，所述第四放大器的信号输入端与所述湿度传感器的信号输出端连接。所述气液两相氧分析仪的工作方法，包括如下步骤：a)用所述气液两相氧分析仪，测量不同温度下的饱和溶解氧水，用所述探头输出的电流It除以各温度下水的饱和溶解氧的浓度C0，计算出不同温度下探头的斜率At，取得探头斜率At与温度的对应关系At＝a*f(t)，并将其存储于所述电路部分的存储器中，a值预设为1；b)用所述气液两相氧分析仪在不同温度下测量一定氧浓度的标准气，用所述探头输出的电流It除以各温度下的标准气的浓度GC，计算出不同温度下探头的斜率Bt，取得探头斜率Bt与温度的对应关系Bt＝b*F(t)，并将其存储于所述电路部分的存储器中，b值预设为1；所述气液两相氧分析仪具有校准模式、溶解氧测量模式和气体氧测量模式，三种模式的工作过程如下：所述气液两相氧分析仪置于空气中开机自检后，自动运行所述校准模式，在所述校准模式下，依次执行以下1)、2)、3)的动作：1)所述温度传感器、压力传感器、湿度传感器分别测量当前温度t、压力Pc、湿度H；所述探头测量当前电流It；将Pc存储于所述电路部分的存储器中；2)根据温度t，得到当前温度t下水的饱和水蒸气压力Pw和标准大气压P0下水的饱和溶解氧浓度C0；由公式CP＝C0*(P-H*Pw)/(P0-Pw)计算出压力为P，温度为t，湿度为H时空气等效的溶解氧浓度CP；用所述探头输出的电流It除以CP，计算出当前温度下校准时探头的斜率At’；由温度t，根据存储在所述电路部分的存储器中探头斜率At与温度的对应关系At＝a*f(t)，计算出温度t时探头的斜率At，计算At’/At；令a＝At’/At，得到新的探头斜率At与温度的对应关系At＝a*f(t)，并将其存储在所述电路部分的存储器中；3)由公式GCP＝GC0*(1-H*Pw/Pc)计算出压力为Pc，温度为t，湿度为H时空气中的氧浓度GCP，式中GC0为干空气的氧浓度，即GC0＝20.94％；用所述探头输出的电流It除以GCP，计算出当前温度下校准时探头的斜率Bt’；由温度t，根据存储在所述电路部分的存储器中探头斜率Bt与温度的对应关系Bt＝b*F(t)，计算出温度t时探头的斜率Bt，计算Bt’/Bt；令b＝Bt’/Bt，得到新的探头斜率Bt与温度的对应关系Bt＝b*F(t)，并将其存储在所述电路部分的存储器中；所述校准模式执行完毕，所述气液两相氧分析仪自动进入所述溶解氧测量模式，在所述溶解氧测量模式下，依次执行以下I)、II)、III)、Ⅳ)的动作：I)所述温度传感器测量当前温度t；所述探头测量当前电流It；II)根据所述电路部分的存储器中存储的探头斜率At与温度的对应关系At＝a*f(t)，计算当前温度t下探头的斜率At；...

【技术保护点】
1.气液两相氧分析仪，包括主机(10)、探头(20)；所述主机(10)和所述探头(20)通过连接线连接；/n所述主机(10)包括外壳(11)及设置在所述外壳(11)内的电路部分(12)；所述外壳(11)上设有防水薄膜开关(111)；所述防水薄膜开关(111)设有操作键(112)；/n所述探头(20)采用Clark氧电极；所述探头(20)内置温度传感器(21)；所述探头(20)还安装有压力传感器(22)和湿度传感器(23)；/n所述电路部分(12)包括第一放大器(121)、第二放大器(122)、第三放大器(123)、第四放大器(124)、A/D转换器(125)、单片机(126)、存储器(127)、显示器(128)、报警器(129)，所述第一放大器(121)、第二放大器(122)、第三放大器(123)、第四放大器(124)均与所述A/D转换器(125)连接，所述单片机(126)与所述A/D转换器(125)、存储器(127)、显示器(128)、报警器(129)连接，所述单片机(126)还与所述防水薄膜开关(111)的操作键(112)连接，对所述操作键(112)的触发作出相应响应；/n其特征在于：所述第一放大器(121)的信号输入端与所述探头(20)的氧信号输出端连接，所述第二放大器(122)的信号输入端与所述温度传感器(21)的信号输出端连接，所述第三放大器(123)的信号输入端与所述压力传感器(22)的信号输出端连接，所述第四放大器(124)的信号输入端与所述湿度传感器(23)的信号输出端连接。/n...

【技术特征摘要】
1.气液两相氧分析仪，包括主机(10)、探头(20)；所述主机(10)和所述探头(20)通过连接线连接；
所述主机(10)包括外壳(11)及设置在所述外壳(11)内的电路部分(12)；所述外壳(11)上设有防水薄膜开关(111)；所述防水薄膜开关(111)设有操作键(112)；
所述探头(20)采用Clark氧电极；所述探头(20)内置温度传感器(21)；所述探头(20)还安装有压力传感器(22)和湿度传感器(23)；
所述电路部分(12)包括第一放大器(121)、第二放大器(122)、第三放大器(123)、第四放大器(124)、A/D转换器(125)、单片机(126)、存储器(127)、显示器(128)、报警器(129)，所述第一放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文渊，朱小花，任祝贤，
申请(专利权)人：上海誉琰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31