1、检测技术创新设计电气 09-4 史兴 22090291鱼缸自动输氧气泵装置一、问题的提出现在很多人在家里养金鱼，鱼在水里需要氧气所以经常通过气泵输氧。市场上输氧泵有很多种但是在使用中出现这样的问题，如果一直开着输氧想的浪费但长时间不输氧金鱼又会缺氧，于是需要一种可以在缺氧的时候输氧一段时间后停止的装置。二、问题分析可以采用检测手段检测鱼缸里的含氧量也就是溶解氧来控制输气泵的工作与停止。溶解氧是溶解于水中分子状态的氧，即水中的 O2，是水生生物生存不可缺少的条件。溶解氧的一个来源是水中溶解氧未饱和时，大气中的氧气向水体渗入；另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。简要工作原理：输气泵工作后开
2、始检测溶解氧的含量若低于设定值则开始输氧，直到溶解氧含量达到设定值后停止，如此反复。国内外研究现状：输气泵，输氧泵等等直流的交流的市面上有很多本身没有太大技术难度，很容易见到，只要加个检测装置即可。三、 、工作原理：溶解氧的检测方法：1.碘量法碘测量法是测定水中溶解氧的基准方法，使用化学检测方法，测量准确度高，是最早用于检测溶解氧的方法。其原理是在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，生成氢氧化锰沉淀。此时氢氧化锰性质极不稳定，迅速与水中溶解氧化合生成锰酸锰：4MnSO4+8NaOH = 4Mn(OH)2+4Na2SO4 (1) 2Mn(OH)2O2 = 2H2MnO3 (2) 2H2MnO3+2Mn
3、(OH)3 = 2MnMnO3+4H2O (3) 加入浓硫酸使已化合的溶解氧（以 MnMnO3 的形式存在）与溶液中所加入的碘化钾发生反应而析出碘： 4KI+2H2SO4 = 4HI+2K2SO4 (4) 2MnMnO3+4H2SO4+HI = 4MnSO4+2I2+6H2O (5) 再以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定释放出的碘，来计算溶解氧的含量3，化学方程式为： 2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+4NaI (6) 设 V 为 Na2S2O3 溶液的用量（mL）,M 为 Na2S2O3 的浓度（mol/L）,a 为滴定时所取水样体积（mL） ，DO 可按下式计算 2： DO（mol
4、/L） 溶解氧含量。碘量法适用于水源水，地面水等清洁水。而鱼缸里的水环境不好不属于清洁水所以这种方法不好。2. 电流测定法电流测定法是根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中溶解氧（DO）的含量。溶氧电极的薄膜只能透过气体，透过气体中的氧气扩散到电解液中，立即在阴极（正极）上发生还原反应： O2+2H2O+4e 4OH- (8) 在阳极（负极） ，如银氯化银电极上发生氧化反应：4Ag+4Cl- 4AgCl+4e (9) (8)式和(9)式产生的电流与氧气的浓度成正比，通过测定此电流就可以得到溶解氧（DO）的浓度。 电流测定法的测量速度比碘量法要快，操作简便，干扰少（不受水样色度、浊度及化学滴定法中干扰物质的影响） ，而且能够自动连续检测。所以采用这种方法。传感器的选择电流传感器（交流）工作原理：从直流电到几十千赫兹的交流电，其所依据的工作原理主要是霍尔效应。四、方案设计输气泵溶解氧检测器鱼缸电 流 传 感 检 测 电 路 放 大 比 较 驱 动 电 路 电 动 机
