电化学原理是残氧仪中应用最广泛的技术路径之一,其核心是通过 “气体 - 电极 - 电解液” 的电化学反应,将氧气浓度转化为可量化的电信号,本质是 “化学信号→电信号” 的转换过程。

(一)原理拆解:结构组成与反应机制
核心结构:电化学传感器通常由 “三电极系统 + 电解液 + 透气膜” 构成
三电极:包括工作电极(负责氧气还原反应,如铂电极)、对电极(平衡工作电极的电流,形成回路)、参比电极(稳定工作电极的电位,避免电压漂移导致的精度误差,如银 / 氯化银电极);
电解液:多为碱性或酸性溶液(如 KOH 溶液),作为离子传导介质,确保电化学反应顺利进行;
透气膜:通常为聚四氟乙烯(PTFE)材质,具有选择性透气性 —— 仅允许氧气分子渗透进入传感器内部,隔绝水汽、粉尘及其他气体(如 CO₂、N₂),避免干扰反应。
工作机制:氧气分子通过透气膜进入传感器后,在工作电极表面发生还原反应(碱性环境下反应式:O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻),同时对电极发生氧化反应,形成稳定的电流回路。由于反应过程中,产生的电流强度与进入传感器的氧气分子数量呈严格线性关系(符合法拉第定律),设备通过采集电流信号并换算,即可得出包装内的氧气浓度。