怎麼測量非貴金屬電極面積

『壹』 求助該怎樣計算電化學活性面積

一般來說電化學反應中最不希望電極也參與反應，因為電極如果參與反應，則工作電位會消耗在電極本身的氧化還原反應。 所以一般是選擇隋性金屬(鉑)或是非金屬(石墨)來當電極。 活性與掃描的電位、電極的面積大小有關、修飾在電極表面的物質有關。

『貳』 對循環伏安曲線的氧化峰進行面積積分可以計算電極活性面積么

獲得電子，用做導電介質(固體、真空或電解質溶液)中輸入或導出電流的兩個端、電爐電極等，一般正極為陰極。電極有正負之分、陽極。 在電池中電極一般指與電解質溶液發生氧化還原反應的位置，負極則為陽極，放出電流的一極叫陰極或負極，即成為電極。電極有各種類型。輸入電流的一極叫陽極或正極、氣體，只要能夠與電解質溶液交換電子，如陰極。電極可以是金屬或非金屬，發生還原反應，失去電子發生氧化反應、焊接電極、設備中的一種部件電子或電器裝置

『叄』 電化學氣體感測器是什麼原理是什麼

電化學氣體感測器（Electrochemical gas sensor)是把測量對象氣體在電極處氧化或還原而測電流，得出對象氣體濃度的探測器。 詞條介紹了這種感測器的發展歷史，構造，操作理論和橫向靈敏度等。
構造
感測器有二或三個和電解液接觸的電極，偶也爾有四個電極。典型電極由大表面積貴金屬和多孔厭水膜組成。電極和電解液和周圍空氣接觸，並由多孔膜監測。一般用礦物酸作電解液。但有些感測器也用有機電解液。電極一般放在有氣體進孔和電接觸的塑料盒內。

運作理論
氣體通過多孔膜背面擴散入感測器的工作電極，在此氣體被氧化或還原，這種電化學反應引起流經外部線路的電流。除測量外，還要放大和進行其它信號加工；外線路維持經過感測器的電壓和一個二電極反向參考感測器的電壓。在反向電極產生一相反的反應。這樣，如工作電極是氧化，則相反電極就是還原。

擴散控制反應
電流大小由研究對象氣體在工作電極處氧化多少所控制。感測器是經過設計的，因此，氣體供應受擴散限制，而感測器是正比於氣體濃度的線性輸出。線性輸出是電化學感測器比其它技術感測器（即紅外）的優點之一。其它的感測器要在輸出前線性化。線性輸出允許較精確地測量低濃度，並校正簡單（只需校正底線和一個點）。

控制擴散提供另一優點。改表擴散勢壘可製造適合特別對象的氣體濃度范圍。再有，擴散勢壘是主要的機械部份，電化學感測器一經校正後，隨時間較穩定。因此，以電化學感測器為基的儀器比一些其它技術的探測器要求較少維護。原則上，靈敏度基於氣體通入感測器通路的擴散性質可以計算。雖然測量擴散性質的實驗誤差使計算較用氣體校正的精度較小。

橫向零敏度
對一些氣體，如環氧乙烷的橫向靈敏度可能是個問題，因為乙烷要求一個活性好的工作電極催化和氧化的高電勢。因此，較易氧化氣體，如酒和一氧化碳。也有類似的問題。橫向靈敏度問題可通過使用化學過濾消除。例如。過濾器可使對象氣體暢通，並反應，但移去普通干擾。

盡管電化學感測器有許多優點，但它並不適合每一種氣體。這是由於它的探測機理包括氣體的氧化或還原。雖然它可間接探測電化學惰性氣體，如這氣體和其它樣品在感測器內反應並產生回應，但電化學氣體感測器一般僅適用於電化學性能活潑的氣體。二氧化碳感測器是這種接近的例子（即不能用電化學氣體感測器測二氧化碳），它們已商品化幾年了。

『肆』 怎麼用最簡單的方法測重金屬

1. 基本原理
化學檢測儀器三部分組成。其中電解質溶液即電分析化學的分析對象。電化學感測器也稱為電極,根據應用形式不同,又分為雙電極,三電極,四電極體系。電極之間通過電路與檢測儀器連接。檢測時,電流通過連接電極的外電路從一個電極流到另一個電極,同時電極/溶液界面上發生電化學反應,伴隨著反應的進行,電解質溶液中的正負離子會在電極之間沿電場方向發生移動,使得電荷能夠在溶液和電極之間進行傳遞。
2．重金屬檢測方法
根據國際純粹與應用化學聯合會的分類方法,電化學分析一般可分為三大類。第一類為不涉及雙電層和電極反應的方法,如電導分析、高頻滴定分析等;第二類為涉及到雙電層但不涉及電極反應的方法,如一些非法拉第測量方法等;第三類為同時涉及雙電層和電極反應的方法,如極譜法、伏安法、電位分析法、庫倫分析法等大多數電化學分析方法。電化學分析中可用於對重金屬元素進行分析的方法主要有以下幾種。
2.1電位分析法
電位分析法(PotentiometricMethod)是在保持電極之間不產生電流的情況下,通過測量電極之間的電位或電動勢變化來對被測溶液中的物質成分以及含量進行測量的一種電化學分析方法。在電位分析法中應用較為廣泛的是離子選擇性電極。離子選擇性電極(Ion-selective Electrode )是一類利用膜電勢測定溶液中離子的活度或濃度的電化學感測器,當電極與待測離子接觸時,敏感膜與溶液的異相界面上會產生與被測離子活度相關的膜電勢,而活度又可在一定條件下轉換為離子濃度。離子選擇性電極具有使用方便、檢測速度快、儀器結構簡單、功耗低、操作方便等優點。宋文撮等採用離子選擇性電極對海水中的鉛、鎘、銅進行了測定,實驗表明感測器檢測結果准確、性能可靠、成本低廉,適合在現場對重金屬進行快速監測。劉新露等釆用離子載體摻雜PVC膜製作了一種重金屬鋅離子選擇性電極並將其應用於對工業廢水以及飼料中鋅的檢測, 結果表明該電極具有響應時間短、穩定性好等優點。目前離子選擇性電極的主要缺點是檢測靈敏度和准確度相對較低,實現痕量分析較為困難,由於其敏感膜易受溶液中其它離子的影響,因此在對實際樣本進行測量時常存在多離子交叉影響問題,另外敏感膜的使用壽命較短也是制約離子選擇性電極應用的一個重要問題。
2.2電導分析法
電導分析法(Method of Conctometric Analysis)是一種通過測量溶液的電導率來對被測物質進行定性和定量分析的方法。目前應用較多的為直接電導分析和電導滴定分析。電導分析具有檢測速度快,儀器結構簡單,操作方便等優點。但是電導分析一般只能測量溶液中所有離子的總體電導率,對於復雜溶液體系,很難對其中離子種類進行分辨,方法選擇性較差。
2.3極譜法
極譜法(Polarography)是一種通過檢測電化學反應過程中產生的極化電極的電流-電位(或電位-時間)關系來對溶液中被測物質成分和濃度進行分析的方法。極譜法一般採用能夠表面更新的液態滴束電極作為工作電極。按照檢測原理區分,極譜法可分為電位控制和電流控制極譜兩大類。而按照工作電極掃描方式區分,極譜法可分為直流極譜法、交流極譜法、單掃描極譜法、方波極譜法、脈沖極譜法、半微分極譜法等多種。極譜法可用於測定鉛、鎘、媒、錫、鎘等多種重金屬離子,其靈敏度可達到l(r9mol/L,具有檢測靈敏度高、分辨能力強等優點,因此被廣泛應用在冶金、食品、環境分析等多個領域。
2.4溶出伏安法
伴隨著極譜法的廣泛應用,滴束電極在上個世紀成為電化學分析中應用最為廣泛的工作電極。滴親電極的主要優點是電極表面可周期性更新,並且較容易控制其工作表面積。但是未有劇毒且易揮發,使用後的廢萊處理較為麻煩,另外當對檢測溶液進行攪拌時,滴親電極容易發生變形,從而影響其分析准確性。隨著電分析化學技術的發展,固態電極的應用愈來愈廣泛。Kolthaff和Laitinen等人首先將極譜法的電流-電位分析技術應用到固態電極上,從而提出了伏安分析方法。與極譜法相比,伏安法具有更高的檢測靈敏度和更低的檢測下限,同時由於採用固態電極,伏安法更加適合於進行現場在線分析。與極譜法類似,伏安法根據電勢掃描方式不同又可分為線性伏安、階梯波伏安、脈沖波伏安、正弦波伏安等多種。在進行重金屬分析時,經常採用電解富集技術首先將被測離子從較稀釋的溶液中濃縮富集到工作電極表面,隨後採用伏安分析方法使電極表面富集的金屬在很短的時間內重新溶出,從而獲得比普通伏安法更為強烈的法拉第電流,這種方法稱之為溶出伏安法。溶出伏安法按照電解富集原理的不同可分為陽極溶出伏安法、陰極溶出伏安法以及吸附溶出伏安法等。
(1)陰極溶出伏安法
陰極溶出伏安法(Cathodic Stripping Voltammetry)檢測時需要經歷電沉積、靜置、溶出三個過程。溶液中的被測陰離子首先在正電位下發生氧化反應並與電極材料結合形成一層難溶膜。隨後溶液經過一段靜置時間後,電勢掃描從正電勢掃向負電勢,使陰離子再次溶出而產生一個陰極溶出電流峰。由於難溶鹽均具有各自的還原電勢,因此通過分析峰電流-電勢關系圖即可獲知溶液中陰離子的種類,而通過測量峰電流強度可獲得陰離子濃度信息。Long等利用方波陰極溶出伏安法結合鉍膜修飾熱解石墨電極對水中的痕量進行了測量,檢測限達到0.7 ng/L。Sophie等採用方波陰極溶出伏安法,結合鉍膜修飾銅電極對工業廢水、地表水以及自來水中的Ni2+進行了檢測,結果表明該方法具有較高的檢測靈敏度和選擇性。
(2)吸附溶出伏安法
吸附溶出伏安法(Adsorptive Stripping Voltammetry)不採用電勢沉積的方法富集被測物質,而是通過在電極表面修飾一些離子絡合劑或配合劑的方式使得被測離子與之結合形成絡合物,從而吸附富集在電極表面,隨後採用電勢掃描的方法使被測離子從電極表面溶出,分析獲得的伏安曲線即可獲知被測物質種類和濃度信息。吸附溶出伏安法是伴隨著化學修飾電極的發展而逐漸產生的,其主要優點是檢測靈敏度高、精確性好、儀器結構簡單、操作方便等。狄曉威等釆用杯芳經衍生物對玻碳電極進行修飾,然後採用吸附溶出伏安法對混合水樣中的微量鉛進行了測定,其方法檢出限達到陳士昆等利用槲皮素修飾碳糊電極結合吸附溶出伏安法對人血清中的鉛進行了測定,結果表明,該方法檢測靈敏度高、准確性好,感測器檢出限為8.0moI/L吸附溶出伏安法主要缺點是受共存吸附物質干擾較大,在電極上容易發生競爭吸附作用,從而影響其檢測靈敏性。另外由於吸附富集過程相比於電沉積過程速度較慢,因此吸附伏安法檢測時間一般較長。
(3)陽極溶出伏安法
陽極溶出伏安法(Anodic stripping analysis, ASV)是電化學重金屬檢測最為常用的一種手段。與陰極溶出伏安法類似,陽極溶出伏安法也包括電沉積、靜置、溶出三個階段。其工作示意圖如圖1-2所示。分析時首先在工作電極上施加一個恆定負電勢,使得溶液中的多種金屬陽離子在電極表面發生還原反應從而沉積在工作電極表面。經過一段時間的富集後,電極表面被測物質濃度明顯提高。經過一段溶液靜置期後,儀器控制工作電極上的電勢從負電位向正電位進行掃描,當電勢到達某種金屬的氧化電勢時,該金屬迅速氧化溶出形成一強烈的溶出電流峰,記錄電流-電勢曲線即可獲得陽極溶出伏安圖。由於不同的重金屬有不同溶出電勢,對伏安圖中溶出電流峰位置進行分析即可獲知溶液中所含重金屬離子的種類,而溶出電流峰的大小與該金屬離子的濃度成正比,據此可獲得重金屬離子濃度信息。
陽極溶出伏安法分析時電極上發生的電化學反應可以表示為:
陽極溶出伏安法具有檢測靈敏度高、檢測限低(重金屬檢測限可達到10-12mol/L)、分析速度快、可同時檢測多種重金屬元素(4-6種)等優點,同時其檢測儀器結構簡單、操作簡便、易於實現自動化,因此被廣泛應用於環境、食品、工業、醫療監控等多個領域。Christos等採用方波脈沖伏安法以秘金屬膜為工作電極對憐肥中的鉛和鋪元素進行了分析,結果表明該方法檢測靈敏度較好,檢測限達到鉛:0.5ng/L,鎘:1 Mg/Lo Meucci等利用強酸和雙氧水對食用魚肉進行消解,以醋酸緩沖液為電解質,採用方波陽極溶出伏安法對樣本中的鉛、鑷、萊、銅離子進行了檢測,結果表明該方法具有較高的檢測准確性,可實際應用於對有機物質中重金屬元素的分析。國內王亞珍以乙炔黑/殼聚糖修飾玻碳電極為工作電極,採用陽極溶出伏安法對湖水中的痕量鉛進行了檢測,結果表明陽極溶出法具有很好的檢測靈敏度,方法檢測限達到mol/L。平建峰等採用厚膜碳楽電極結合方波脈沖陽極溶出伏安法對水溶液中的鉛和鎘離子進行了檢測,並對溶出伏安法的工作參數進行了分析,結果表明,陽極溶出伏安法檢測靈敏度高、准確性好,實際應用中溶液中的溶解氧以及共存離子對檢測無明顯影響。

『伍』 一氧化碳濃度測量儀中峰高度怎麼測

1、一氧化碳濃度測量儀中的峰高度，就是多次測定結果的最大值。它可以是其中位數；
2、一氧化碳濃度測量儀是測定空氣中一氧化碳濃度的直讀儀器。它的讀數有的ppm值，需要換算為mg/m3 的法定計量單位。還因為國家標准，例如 GB/T18883-2002《室內空氣質量標准》的標准值就是 10mg/m3 ；
3、有電腦模塊的一氧化碳濃度測量儀，可以設定設定采樣時間，自動給出多次測定數據的最大值、平均值；
4、一氧化碳濃度測量儀的應用，有排煙、廢氣中的一氧化碳；環境空氣中的一氧化碳、室內空氣中的一氧化碳、公共場所中的一氧化碳。
5、、一氧化碳濃度測量儀的結果的換算： ppm = mg/m3(22.4/M)
其中：M是一氧化碳的分子量=28

『陸』 簡述熱電偶測溫原理

熱電偶工作原理：兩種不同成份的導體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成迴路，當兩個接合點的溫度不同時，在迴路中就會產生電動勢，這種現象稱為熱電效應，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。

杭州美控自動化技術有限公司MIK-WZPK熱電偶採用的進口芯體，採用不銹鋼外殼，從而達到穩定性好，精度高，抗震性能強等特點。目前市場上熱電阻主要是Pt100，熱電偶主要是K型、T型、S型、R型、B型、N型、E型、J型等8種常規型號，具體現場需要熱電阻還是熱電偶，主要根據現場測溫精度與測溫范圍確定。

『柒』 應用舉例

激電法的應用范圍很廣,無論在金屬和非金屬固體礦產勘查,還是在尋找地下水資源和地熱田方面,都獲得了成功的應用。由於激發極化法自身的優點,因此獲得了廣泛的應用。在金屬和非金屬固體礦產勘查方面,主要用於普查硫化多金屬礦,在尋找無磁或弱磁性黑色金屬礦、貴金屬礦、稀有金屬礦和放射性礦床等方面,也發揮著越來越大的作用。在水文地質調查中,激發極化法主要應用在兩個方面：一是區分含碳質的岩層與含水岩層所引起的異常；二是尋找地下水,劃分出富水地段。

（一）金屬和非金屬固體礦產勘查

在過去相當長的時期內,激電法主要用於普查硫化多金屬礦。由於這類礦床往往不含磁性礦物,且礦石多呈浸染狀結構,磁法和其他電法的找礦效果欠佳,故激電法成為尋找銅、鉛、鋅、鉬等有色金屬礦的主要方法。近年來,激電法在尋找無磁或弱磁性黑色金屬礦、貴金屬礦、稀有金屬礦和放射性礦床等方面,也發揮著越來越大的作用。這些礦種或者因其本身具有一定的激電效應（如某些赤鐵礦和軟錳礦等）,或者因其與具有激電效應的蝕變礦化（特別是黃鐵礦化和石墨化）共生,因而能用激電法直接或間接找到。此外,硫鐵礦和石墨這兩種非金屬礦也是激電法的有利找礦對象；不過,大多數電法勘探方法（電阻率法、自電法及各種電磁法）也都能成功地用來尋找這類良導電礦。

激電法用於勘查上述固體礦產的主要優點是能找到百分含量不高的浸染狀礦,這是其他任何電法所不能比擬的。此外,在其他電法工作中令人頭痛的地形不平和導電性不均勻等干擾因素,而在激電法中不會形成假異常。當然,這絕不是說激電法就沒有干擾因素了。恰好相反,激電法的主要問題之一就是不夠工業品位的非礦礦化（主要是黃鐵礦化和石墨化）也能產生明顯的激電異常,形成找礦的嚴重干擾。因此,如何評價激電異常,查明引起異常的地質原因、評價其在直接找礦或間接找礦中的意義,就成為激電法研究中的一項重要任務。

1.河南某金、銀礦激電法的找礦效果

河南某金、銀礦產於一個規模很大的多金屬礦帶中。金和銀礦物（自然金、金銀礦、碲金礦、針碲金銀礦、自然銀和輝銀礦等）與黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等共生,形成以金、銀為主的多金屬礦床。金、銀工業品位很低,對礦石物性無顯著影響,但其伴生的硫化金屬礦物使礦石具有低電阻率和高極化率,因而有利於用電法找礦。

圖2-26是破山異常帶250線的物探地質綜合剖面圖。中梯裝置的η_s曲線寬緩圓滑,表明引起異常的極化體埋藏較深（該區礦體氧化帶深達50 m）；20～40號點η_s曲線平緩上升,58～60號點較快下降,正確地反映了礦體產狀傾向西南。自然電位曲線西南一側陡,而東北一側緩,也同樣反映礦體傾向西南。聯剖在礦體上出現視電阻率的正交點和視極化率的反交點,表明了礦體的低阻、高極化性質。圖中還給出了正負極極化法的Δη_s曲線（即中梯裝置正向供電和反向供電測得的視極化率之差Δη_s＝

）,它在零值線附近來回「跳動」,無明顯的非線性異常,表明礦體是浸染狀的。可見,在該區條件下,激電法不僅能找到賦存於多金屬礦化帶中的金、銀礦,而且還能提供關於礦體產狀和結構特徵方面的信息。

圖2-26 破山異常帶250線物探地質綜合剖面

1—銀礦體；2—測深點。Pzω—古生界歪頭山組；AH—斜長角閃片岩。中間梯度裝置：AB＝900 m,MN＝400 m；聯合剖面裝置：AO＝BO＝200 m,MN＝20 m

2.陳庄鐵礦頻譜激電法找深部礦

淮北陳庄鐵礦是在厚層低阻浮土覆蓋下的矽卡岩型含銅磁鐵礦床。礦體長750m,寬200m,平均厚度600m,頂深80～100m,延伸230m。礦體為強磁、低阻和高極化體,而圍岩呈弱磁、高阻和低極化。找尋這樣的礦體本不需要耗費較大的激電法,布置頻譜激電法的目的是為了探索在低阻覆蓋層下進行深部找礦的可能性。採用偶極-偶極裝置做觀測。AB＝MN＝α＝80m,n＝1～6。圖2-27示出了根據頻譜激電法觀測資料和反演結果繪成的擬斷面圖。為了對比,在該圖的下部同時繪出了鑽探控制的地質斷面。可以清楚地看到,視充電率（即視極化率）m_s、視相位φ_s和視頻散率P_s等激電強度參數,對礦體的反映十分模糊、微弱,不能確定為異常。視電阻率ρ_s則反映了基岩起伏,對礦體無顯示。只有時間常數τ_s出現了與礦體對應的強度大、形狀規則的異常。τ_s≥1s的等值線指示了礦體的位置,其向下開口,表明礦體有較大的延伸。

這個例子證實了前面的理論預見：可望利用τ_s異常找到激電強度參數沒有明顯反映的深部礦體。

3.江蘇盤龍崗銅礦的發現

江蘇盤龍崗位於已探明的安基山銅硫礦的同一成礦帶上,1983年用中梯裝置（AB＝1000m,MN＝50m）做時間域激電普查時,在該處發現了一個近東西走向,寬約250m,長度大於1100m的激電異常。η_s異常極大值達17%。為查明異常源的性質和劃分礦化富集地段,1984年垂直該異常布置了兩條頻譜激電（SIP）法剖面,對該異常做檢查評價。SIP採用偶極裝置,α＝400m,n＝1～6。工作成果示於圖2-28。圖上激電強度參數（m_s和ρ_s）的異常范圍從110點到150點,與先前的時間域激電（η_s）異常范圍一致；而τ_s的高值異常（最大值為2s）集中在110～130點之間,范圍小得多。根據本區岩、礦SIP物性測量結果及與鄰區安基山已知礦上SIP法觀測結果對比,推斷本區τ_s＝0.5～2s對應的激電異常是以黃鐵礦化為主的硫化金屬礦化所引起的。其中,τ_s≥1s等值線圈定的范圍為礦化相對富集地段,可能形成工業礦體。根據這種推斷,設計了兩個驗證鑽孔（ZK1901和ZK1902,見圖2-28下部地質斷面圖）。鑽探結果打到了三層銅礦,累計厚度分別為18.09m（ZK1901）和46.29m（ZK1902）。應用SIP法對盤龍崗時間域激電異常的檢查評價,特別是圈定礦化富集帶的成功,證實了可直接利用τ_s異常按結構區分極化體和找礦的理論預見。

圖2-27 陳庄鐵礦Ⅰ線頻譜激電地質綜合剖面

偶極—偶極裝置；α＝800 m,n＝1～6；1—第四系；2—大理岩；3—閃長玢岩；4—矽卡岩；5—鐵礦體；6—地質界線；7—斷層；8—實測和推斷古侵蝕面

（二）激發極化法在找水中的應用

1.衰減時（S）法找水

在激電法找水中,多年來還成功地應用了衰減時法。所謂衰減時是指二次場衰減到某一百分比時所需的時間,也就是說,若將斷電瞬間二次場的最大值記為100%的話,則當放電曲線衰減到某一百分數,比如說50%時所需的時間即為半衰時。這是一種直接尋找地下水的方法,對尋找第四系的含水層和基岩孔隙水具有較好的應用效果。

圖2-28 盤龍崗剖面頻譜激電地質綜合剖面

偶極裝置：α＝40 m,n＝1～6。1—T₂z周沖村組；2—T₁s上青龍組；3—T₁x下青龍組；4—P₂l龍潭組；5—P₁q棲霞組；6—S₂f墳頭組；7—δομ石英閃長玢岩；8—γδπ花崗閃長斑岩；9—黃鐵礦化花崗閃長斑岩；10—δμ閃長玢岩脈；11—斷層

圖2-29 衰減時法找水實例

研究表明,離子導體上二次場的衰減過程是多種因素所產生的衰減特性的綜合,衰減曲線中段與離子導體有密切關系。實際工作中,利用衰減時法找水一般均採用測深裝置,並取每一極距所測得的半衰時繪成衰減時S-AB/2曲線,如圖2-29所示。在不含地下水的地段測得的衰減時曲線稱為衰減時的背景值,如圖中的Ⅱ-17所示。衰減時的增高則表明該極距所對應的深度可能含有地下水,如圖中Ⅱ-29所示。因此,對衰減時曲線的研究,一方面可以區分有水區和無水區,另一方面還可以圈定含水區的位置。

2.在黃土分布區尋找地下水

黃土多分布在乾旱、半乾旱地區,大氣降水量較小,故地下水補給較差。另外,由於黃土本身孔隙較小,透水性和給水性能極弱,加之黃土分布區地形切割破碎,不利於地下水富集,所以黃土區多為貧水區,但在相對有利的地段仍可找到能開發利用的地下淡水。

黃土區的地下水特徵與地貌條件、節理發育程度以及地下水位埋深等因素有關。在黃土塬上往往形成中間厚、四周薄的透鏡狀含水層。在面積較大、切割微弱的黃土塬凹地,水位埋藏淺,富水性較好。反之水位埋藏較深,水量亦較小。在某些黃土塬下部還存在第四紀早期的砂礫石承壓含水層。在黃土丘陵區,地下水的富集程度與地形、地貌有關。在地表水繫上游分支較多,下游寬而長且江水面積較大的川地含水層厚度較大,水量也較豐富。

在黃土地區,物探找水的主要方向是在大面積的黃土層中尋找含淡水的透鏡體及砂礫石含水層。但由於黃土層的電阻率較低,厚度較大,而相對高阻的含水層規模較小,電阻率異常反映不明顯,所以單純使用電阻率法往往不能很好地反映含水層的存在。故在黃土區找水多採用激電法配合。目前激電法常用的參數有極化率（η）、充電率（m）、衰減時（S）、激發比（J）、衰減度（D）等。

圖2-30為靈寶市V號剖面的電探成果圖。在47～48點附近D、J、η的等值線均由淺至深有規律地增加,並在深部出現高值半封閉圈。47點的ρs測深曲線為D型,對含水層反映不明顯。J、η、D曲線在AB/2＝150～200m處均出現明顯的上升,表明該處存在良好的砂礫石含水層；在AB/2＝100m處,三曲線略有起伏變化,反映為弱含水特

征。經鑽孔驗證該處含水層頂板埋深110m,含水層總厚度大於50m,單井出水量60t/h。

圖2-30 靈寶市V號剖面電探成果圖

（三）應引以為戒的找礦實例（李金銘,2004）

對激電異常評價和異常解釋時,前人的失誤曾造成漏礦或未取得找礦效果。如由於對斑岩型礦床產生的激電異常缺乏地質認識,而出現的漏礦問題。由於極距選擇不當,而未取得找礦效果的問題。由於不重視電阻率資料,而將極化體產狀判斷錯誤的問題等。

為了在今後的找礦工作中不犯前人曾出現過的失誤或錯誤,下面我們舉幾個應引以為戒的實例,供參考。

1.有礦沒異常的實例（湯寶義,1987）

肯德可克位於柴達木盆地的西南緣山區,是昆侖東西向構造帶與祁漫塔格北西西向構造帶的復合部位（圖2-31）。在這個成礦有利的構造部位,已初步查明近十處中小型鐵及多金屬礦產地,成為青海省西部重要的金屬礦產資源基地之一。肯德可克是這個基地中最大的一個礦區。

圖2-31 肯德可克區域構造示意圖

為了進一步查明這一礦區的礦產分布,根據岩、礦石的物性差異,青海省第一地質大隊曾先後投入了磁法、聯合剖面法（ρ_s）、激電法（ρ_s、η_s）、自電法等多種方法。結果表明,磁法的效果最佳,而電法投入的三種方法在經鑽探驗證,已證明是由多金屬礦體引起的磁異常帶上（圖2-32）,均未觀測到電法異常。

圖2-32 肯德可克ΔZ等值線平面圖

1—ΔZ等值線（單位：nT）；2—石炭系灰岩,大理岩；3—下古生代泥質硅岩系；4—鐵帽；5—地質界線；6—鑽孔及編號；7—勘探線及編號

為徹底查清其原因,對測定的大量岩礦石電性參數又進行了分析（表2-4）。從表上看,鉛鋅礦的電性參數值雖不優於含炭質的岩石,但對它的直接圍岩——灰岩、大理岩及變泥質硅質岩等其電性差異還是明顯的,在礦體上應該有異常顯示。可見不是電性差異的問題。然後他們對地形干擾進行調查,對此也被否定。最後,在了解礦區地下水文的過程中,發現地表下5～120m左右的深度范圍內,是常年凍結層。在對新取的岩心做檢查時看到,沿裂隙面普遍有結冰現象,證實凍結層確實存在。顯然,如此厚的高阻屏蔽層,電法是不易發揮作用的。在冰點下,氧化還原作用難以發生,沒有氧化還原帶,因而自然電場法也不會有異常出現。所以,諸如ZK1605孔在7m處便見到了浸染狀鉛礦體,但地表未出現電法異常；地形平坦的15線剖面上,ZK1507孔在約40m處見緻密塊狀磁黃鐵礦,而地表也未出現電法異常。

表2-4 肯德可克礦區岩、礦石電性參數測定結果表

在山下覆蓋薄乃至出露地表的石墨化F₁斷層及其附近,雖有多處異常,但皆為非礦干擾。至此,說明了電法對深部礦體未能發揮作用的重要原因在於凍結層的高阻屏蔽,而其他原因皆屬次要。

可見電法在該礦區因有常年凍結層的影響,限制了該方法效能的正常發揮,未能取得應有的效果。在高寒山區（或類似地下有高阻屏蔽層的地區）,在投入電法工作之前除對岩礦標本進行物性測定外,還必須在現場進行方法的有效性實驗。

2.錯把電纜干擾當成礦異常的實例（潘佩璋,1985）

木吉村銅鉬礦位於太行山北段東麓淶易復背斜西北翼,淶源酸性雜岩體西部邊緣中段岩體之凹入部位。地層有震旦系霧迷山組燧石條帶狀白雲岩,分布在西部及南部；寒武系砂礫岩、石英砂岩、鮞狀及竹葉狀灰岩以及雜色頁岩,分布在中部及東部。地層產狀為單斜構造,走向北東,傾向西北。成礦母岩為閃長玢岩,分布在礦區中部。

激發極化法的任務主要是和磁法、化探一起,在已知礦區外圍尋找和圈定金屬礦體,以期擴大礦區遠景。工作比例尺為1：10000,測網密度：磁法和激電為200 m×40 m,化探為100m×20m。工作面積為31km²。激電採用中間梯度排列,AB＝600m,MN＝40 m。在剖面上還做了激電測深,最大AB/2一般為500～750m,少量為325m及1000m。礦區地段供電時間為2min（單向供電）,觀測精度η_s平均相對誤差為3.6%,ρ_s平均相對誤差為2.5%。

本區地形屬高山區,礦區為一北北西向延伸的山間河谷地帶,地勢較為平坦,河谷兩側地勢升高,坡度較陡,覆蓋層極薄。河谷地帶除部分耕地外就是河床砂礫,接地條件較差。異常區還有一個三線建設的鋼鐵廠,地表干擾因素較多,尤其是通信電纜的干擾更為嚴重。

圖2-33 η_s剖面平面圖

1—第四系；2—中侏羅統安山岩；3—下奧陶統灰岩；4—上寒武統竹葉狀灰岩；5—中寒武統鮞狀灰岩；6—震旦系霧迷山組含燧石結核白雲岩；7—閃長玢岩；8—斷層及編號；9—礦體在地面投影范圍；10—剖面線及編號；11—ηs異常曲線（1cm＝20%）；12—鑽孔及編號；13—地下電纜位置

圖2-34 58線綜合剖面圖

1—第四系；2—下寒武統頁岩、砂岩；3—震旦系霧迷山組白雲岩；4—地下電纜位置；5—η_s等值線

圖2-33所示為激電法的η_s平剖圖。由圖可見,以70線附近為界,異常被分為南北兩段。北段異常沿河谷分布,軸向北北東,曲線圓滑,梯度小,η_s強度一般為5%～10%,最大18%。這一帶為一片河床覆蓋,東西兩側為寒武系灰岩,北部有閃長玢岩出露,這些岩石極化率都很低,如地表的閃長玢岩的極化率僅3.3%。異常南段處於起伏的山地,軸向北北東,曲線正負跳躍,梯度較大。這一帶地表為厚度不大的寒武系底部地層分布,下部為震旦系霧迷山組白雲岩。這些岩石極化率也很低。總之,地表所分布的岩性均不能產生明顯的激電異常。

異常北段經鑽探驗證被確認為是礦異常,因當時異常南段尚未封閉於是又向南繼續追索。結果出現了如圖2-33所示連續不斷的正負跳躍異常,同時沒有磁異常與之對應。當時認為極化體與北部不同,可能是一個無磁性的金屬礦化帶。這時雖然發覺了地下電纜的存在,並看出異常走向與電纜分布完全吻合（圖中電纜東南方的幾個尖峰系工礦管道干擾）,開始懷疑電纜在起作用,但對其所能產生的干擾程度認識不足,覺得小小的電纜只能會引起范圍窄小、正負突變的尖峰,而不可能產生范圍寬闊的異常。58線在剖面中間有尖峰異常,向兩側則反映為寬緩的背景異常。認為前者是電纜的干擾,後者應該是深部極化體的異常,分析測深剖面也得出上述結論。基於這種認識,在58線做了鑽孔驗證,結果至孔深265m全為白雲岩,證實原推斷是錯誤的（圖2-34）。

驗證的失敗,進—步促使他們在電纜上做文章。1973年進行了系統的激電法模擬試驗,證實電纜果然能產生范圍廣、強度大、形態各異的異常,且η_s形態與剖面相對於電纜走向的夾角以及供電點A、B相對於電纜的位置有關。當電纜位於相鄰兩個電極排列交接處時,則產生類似58線的假二極疊加異常,如圖2-35中的1、2曲線與58線異常曲線十分相似,充分說明電纜雖小,卻能產生較強的激電干擾異常。

當剖面方向垂直於電纜,且A、B與之對稱時異常則消失,如圖2-35中曲線3。

圖2-35 電纜模擬試驗η_s曲線

3.測線方向選擇不當的實例（華連章等,1985）

眾所周知,測線方向應與探測目標的走向垂直。當走向變化較大時,測線應與其平均走向垂直。正演結果表明,當測線與極化體走向斜交時,激電異常走向將向基線方向偏移,偏移大小與極化體相對圍岩的電阻率有關。

吉林某金屬礦區,在用中梯裝置進行1：25000比例尺的激電普查時,由於測線選為南北向,結果在η_s平面等值線圖上出現了三個近東西向局部異常（圖2-36中的虛線）。DHJ-Ⅱ-2號異常南側為DHJ-Ⅱ-3,北側為DHJ-Ⅱ-1。

從平剖圖上看三個異常之間的曲線沒有明顯的下降,而是斷續相延連成一片,構成了一個局部異常區,它們總的分布趨勢是：北東向延展,強度由南西向北東遞減。結合路線地質觀察,發現地層和黃鐵礦化蝕變帶的走向為北東40°左右。分析其地質環境和分布特徵,認為三個異常是同源的。

圖2-36 不同測線方向中梯激電異常分布形態對照圖

1—1980年普查η_s等值線及異常編號（測線方向為0°）；2—1981年詳查η_s等值線及異常編號（測線方向為310°）

為進一步查明DHJ-Ⅱ-2等異常的分布方向,他們首先布置了南北向和東西向的十字剖面,結果表明異常為北東走向的可能性較大。據此將測線方向改為北西布置了1：10000詳查。

經過詳查,顯現出一個十分規則的北東向異常（圖2-36中的實線）,編號為DHJⅡ-2X。異常長1000m,寬250～300m,η_s強度為12%～25%,形態規整,南端分開,北端收斂,中間略向南東突出。

另外,在山東某金屬礦區,在用中梯裝置進行激電測量時,也出現過類似問題。圖2-37所示η_s平面等價值線圖中的實線為開始因測線方向選擇不當,而出現的兩個近東西向異常。圖中虛線則為糾正測線方向後的異常。由圖可見,此時異常已由原來的兩個變成了一個,並且走向也變為近南北向了。

以上兩例說明,合理選擇測線方向,對正確指明極化體走向是十分重要的。

圖2-37 山東福山銅礦不同測線方向中梯裝置η_s平面等值線圖（據山東物探隊）

1—測試NW SE；2—NESW

本項目重點

本項目重點是時間域激發極化法,它是野外工作中最常用方法,應重點掌握不同裝置下的典型η_s曲線異常特徵,難點在於分析曲線部分,其他部分以了解方法原理和應用為主。

思考題

1.何謂激發極化? 激發極化現象說明了什麼?

2.電子導體和離子導體的激發極化機制目前有幾種假說? 它們的基本內容是什麼?

3.解釋下列名詞並說明二者的異同點。

（1）電極電位與超電壓；（2）面極化與體極化；

（3）極化率與頻散率；（4）電阻率與等效電阻率

4.寫出下列視參數的表達式,並說明其間的關系。

（1）視極化率η_s；（2）視頻散率P_s；（3）視激電率G_s

5.分析並比較體極化和面極化岩、礦石在穩定電流場激發下的激發極化特性,並說明其在按結構區分極化體方面的應用。

6.在同一工區進行激電工作時,用不同的供電時間（T）或不同的延遲時間（t）行不行? 用不同的供電電流（I）行不行? 為什麼?

7.何謂岩、礦石的幅頻特性曲線? 試說明頻率域激電和時間域激電之間的關系。

8.為什麼說均勻電流場中面極化球體的二次場等效於一個位於球心的水平電流偶極子的場? 其偶極矩包含哪些成分?

9.在均勻體極化條件下,視極化率測量結果與極化體和裝置形式、極距大小及相對位置無關,皆等於真極化率值。故測量標本極化率時,只要標本極化性質均勻,測量結果與標本及測量裝置的形狀、大小和相對位置無關。那麼,能否將標本放於水中或埋於土中測量其極化率? 為什麼?

10.試由中梯裝置在球體主剖面上的近似公式η_s≈M

推導出近似關系式h₀≈0.7Δx≈1.3q≈2m。

11.對於縱向中梯裝置,在球形極化體上改變測線方向時,η_s平面等值線圖有什麼變化?

12.何謂等效電阻率? 何謂等效電阻率法?

13.試根據等效電阻率法原理說明為什麼高阻極化體的G_s異常與高阻體的ρ_s異常具有相同的特徵。

14.如何利用聯剖視極化率

和

曲線的不對稱性來確定極化體的傾向?

15.根據高阻和低阻脈狀極化體上的橫向中梯及縱向中梯的η_s異常特徵,分別繪出在高阻和低阻脈狀體上作環形測量的η_s極形圖,並與ρs極形圖對比。

16.在均勻大地表面當採用AB＝1000m,MN＝40m的激電中梯測量時,為保證ΔU₂不小於3 mV,需多大供電電流? 已知ρ_圍岩＝500Ω·m,η_圍岩＝2%；當ρ_圍岩＝250Ω·m,η_圍岩＝1%時,所需電流將如何變化?

17.為什麼岩石極化率均勻時地形不會產生η的假異常? 視激電率會產生由地表不平引起的假異常嗎? 為什麼?

18.在均勻水平大地條件下,極化率與裝置無關。

19.何謂頻散率或稱幅頻率效應? 寫出其表達式,並說明式中各量的含義。

20.計算當AO＝100m、MN＝10m時,若測得ΔU_MN＝100mV、I＝100mA,已知η_s＝5%,求ρ_s等於多少?

21.繪出時間域激電法的充電、放電曲線。

22.激發極化法有什麼優點和缺點?

『捌』 求氣體檢測儀檢測原理

重慶約克儀器所供應氣體檢測儀幾種檢測原理氣體檢測儀檢測原理
檢測氣體的濃度依賴於氣體檢測變送器，感測器是其核心部分，按照檢測原理的不同，主要分為金屬氧化物半導體式感測器、催化燃燒式感測器、定電位電解式氣體感測器、迦伐尼電池式氧氣感測器、紅外式感測器、PID光離子化感測器、等以下簡單概述各種感測器的原理及特點。
金屬氧化物半導體式感測器
金屬氧化物半導體式感測器利用被測氣體的吸附作用，改變半導體的電導率，通過電流變化的比較，激發報警電路。由於半導體式感測器測量時受環境影響較大，輸出線形不穩定。金屬氧化物半導體式感測器，因其反應十分靈敏，故目前廣泛使用的領域為測量氣體的微漏現象。
催化燃燒式感測器
催化燃燒式感測器原理是目前最廣泛使用的檢測可燃氣體的原理之一，具有輸出信號線形好、指數可靠、價格便宜、無與其他非可燃氣體的交叉干擾等特點。催化燃燒式感測器採用惠斯通電橋原理，感應電阻與環境中的可燃氣體發生無焰燃燒，使溫度使感應電阻的阻值發生變化，打破電橋平衡，使之輸出穩定的電流信號，再經過後期電路的放大、穩定和處理最終顯示可靠的數值。
定電位電解式氣體感測器
定電位電解式感測器是目前測毒類現場最廣泛使用的一種技術，在此方面國外技術領先，因此此類感測器大都依賴進口。定電位電解式氣體感測器的結構：在一個塑料製成的筒狀池體內，安裝工作電極、對電極和參比電極，在電極之間充滿電解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在頂部封裝。前置放大器與感測器電極的連接，在電極之間施加了一定的電位，使感測器處於工作狀態。氣體與的電解質內的工作電極發生氧化或還原反應，在對電極發生還原或氧化反應，電極的平衡電位發生變化，變化值與氣體濃度成正比。
迦伐尼電池式氧氣感測器
隔膜迦伐尼電池式氧氣感測器的結構：在塑料容器的一面裝有對氧氣透過性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透氣膜，在其容器內側緊粘著貴金屬（鉑、黃金、銀等）陰電極，在容器的另一面內側或容器的空餘部分形成陽極（用鉛、鎘等離子化傾向大的金屬）。用氫氧化鉀。氧氣在通過電解質時在陰陽極發生氧化還原反應，使陽極金屬離子化，釋放出電子，電流的大小與氧氣的多少成正比，由於整個反應中陽極金屬有消耗，所以感測器需要定期更換。目前國內技術已日趨成熟，完全可以國產化此類感測器。
紅外式感測器
紅外式感測器利用各種元素對某個特定波長的吸收原理，具有抗中毒性好，反應靈敏，對大多數碳氫化合物都有反應。但結構復雜，成本高。
PID光離子化氣體感測器
PID由紫外燈光源和離子室等主要部分構成，在離子室有正負電極，形成電場，待測氣體在紫外燈的照射下，離子化，生成正負離子，在電極間形成電流，經放大輸出信號。PID具有靈敏度高，無中毒問題，安全可靠等優點。

『玖』 電化學中，不同金屬具有不同的電極電勢，貴金屬的電極電勢高。為什麼

鈍化現象是金屬相和溶液相所引起的，還是由界面所引起的。有人曾研究過機械性刮磨對處在鈍化狀態的金屬的影響。實驗表明，測量時不斷刮磨金屬表面，則金屬的電勢劇烈向負方向移動，也就是修整金屬表面可引起處在鈍態金屬的活化。即證明鈍化現象是一種界面現象。它是在一定條件下，金屬與介質相互接觸的界面上發生變化的。 金屬表面狀態變化所引起的金屬電化學行為使它具有貴金屬的某些特徵(低的腐蝕速率、正的電極電勢)的過程。若這種變化因金屬與介質自然作用產生，稱為化學鈍化或自鈍化； 金屬鈍化後，其電極電勢向正方向移動，使其失去了原有的特性，鈍化了的鐵在銅鹽中不能將銅置換出。也就是說鈍化後的耐腐蝕性只具備貴金屬的表徵趨勢，而貴金屬則有整體完全較高的耐腐蝕性

『拾』 請問銀金屬為什麼不能作為熱電偶的電極貴金屬和廉金屬能不能搭配成一個熱電偶比如說銀和鎳鉻。

從理論上講，任何兩種不同導體（或半導體）都可以配製成熱電偶，但是作為實用的測溫元件，對它的要求是多方面的。為了保證工程技術中的可靠性，以及足夠的測量精度，並不是所有材料都能組成熱電偶，一般對快速熱電偶的電極材料，基本要求是：

（1）、在測溫范圍內，熱電性質穩定，不隨時間而變化，有足夠的物理化學穩定性，不易氧化或腐蝕；
（2）、電阻溫度系數小，導電率高，比熱小；
（3）、測溫中產生熱電勢要大，並且熱電勢與溫度之間呈線性或接近線性的單值函數關系；
（4）、材料復制性好，機械強度高，製造工藝簡單，價格便宜。

目前國家標準的統一型熱電偶中沒有貴金屬和廉金屬搭配成的熱電偶。