怎么测量非贵金属电极面积

『壹』 求助该怎样计算电化学活性面积

一般来说电化学反应中最不希望电极也参与反应，因为电极如果参与反应，则工作电位会消耗在电极本身的氧化还原反应。 所以一般是选择隋性金属(铂)或是非金属(石墨)来当电极。 活性与扫描的电位、电极的面积大小有关、修饰在电极表面的物质有关。

『贰』 对循环伏安曲线的氧化峰进行面积积分可以计算电极活性面积么

获得电子，用做导电介质(固体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端、电炉电极等，一般正极为阴极。电极有正负之分、阳极。 在电池中电极一般指与电解质溶液发生氧化还原反应的位置，负极则为阳极，放出电流的一极叫阴极或负极，即成为电极。电极有各种类型。输入电流的一极叫阳极或正极、气体，只要能够与电解质溶液交换电子，如阴极。电极可以是金属或非金属，发生还原反应，失去电子发生氧化反应、焊接电极、设备中的一种部件电子或电器装置

『叁』 电化学气体传感器是什么原理是什么

电化学气体传感器（Electrochemical gas sensor)是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流，得出对象气体浓度的探测器。 词条介绍了这种传感器的发展历史，构造，操作理论和横向灵敏度等。
构造
传感器有二或三个和电解液接触的电极，偶也尔有四个电极。典型电极由大表面积贵金属和多孔厌水膜组成。电极和电解液和周围空气接触，并由多孔膜监测。一般用矿物酸作电解液。但有些传感器也用有机电解液。电极一般放在有气体进孔和电接触的塑料盒内。

运作理论
气体通过多孔膜背面扩散入传感器的工作电极，在此气体被氧化或还原，这种电化学反应引起流经外部线路的电流。除测量外，还要放大和进行其它信号加工；外线路维持经过传感器的电压和一个二电极反向参考传感器的电压。在反向电极产生一相反的反应。这样，如工作电极是氧化，则相反电极就是还原。

扩散控制反应
电流大小由研究对象气体在工作电极处氧化多少所控制。传感器是经过设计的，因此，气体供应受扩散限制，而传感器是正比于气体浓度的线性输出。线性输出是电化学传感器比其它技术传感器（即红外）的优点之一。其它的传感器要在输出前线性化。线性输出允许较精确地测量低浓度，并校正简单（只需校正底线和一个点）。

控制扩散提供另一优点。改表扩散势垒可制造适合特别对象的气体浓度范围。再有，扩散势垒是主要的机械部份，电化学传感器一经校正后，随时间较稳定。因此，以电化学传感器为基的仪器比一些其它技术的探测器要求较少维护。原则上，灵敏度基于气体通入传感器通路的扩散性质可以计算。虽然测量扩散性质的实验误差使计算较用气体校正的精度较小。

横向零敏度
对一些气体，如环氧乙烷的横向灵敏度可能是个问题，因为乙烷要求一个活性好的工作电极催化和氧化的高电势。因此，较易氧化气体，如酒和一氧化碳。也有类似的问题。横向灵敏度问题可通过使用化学过滤消除。例如。过滤器可使对象气体畅通，并反应，但移去普通干扰。

尽管电化学传感器有许多优点，但它并不适合每一种气体。这是由于它的探测机理包括气体的氧化或还原。虽然它可间接探测电化学惰性气体，如这气体和其它样品在传感器内反应并产生回应，但电化学气体传感器一般仅适用于电化学性能活泼的气体。二氧化碳传感器是这种接近的例子（即不能用电化学气体传感器测二氧化碳），它们已商品化几年了。

『肆』 怎么用最简单的方法测重金属

1. 基本原理
化学检测仪器三部分组成。其中电解质溶液即电分析化学的分析对象。电化学传感器也称为电极,根据应用形式不同,又分为双电极,三电极,四电极体系。电极之间通过电路与检测仪器连接。检测时,电流通过连接电极的外电路从一个电极流到另一个电极,同时电极/溶液界面上发生电化学反应,伴随着反应的进行,电解质溶液中的正负离子会在电极之间沿电场方向发生移动,使得电荷能够在溶液和电极之间进行传递。
2．重金属检测方法
根据国际纯粹与应用化学联合会的分类方法,电化学分析一般可分为三大类。第一类为不涉及双电层和电极反应的方法,如电导分析、高频滴定分析等;第二类为涉及到双电层但不涉及电极反应的方法,如一些非法拉第测量方法等;第三类为同时涉及双电层和电极反应的方法,如极谱法、伏安法、电位分析法、库伦分析法等大多数电化学分析方法。电化学分析中可用于对重金属元素进行分析的方法主要有以下几种。
2.1电位分析法
电位分析法(PotentiometricMethod)是在保持电极之间不产生电流的情况下,通过测量电极之间的电位或电动势变化来对被测溶液中的物质成分以及含量进行测量的一种电化学分析方法。在电位分析法中应用较为广泛的是离子选择性电极。离子选择性电极(Ion-selective Electrode )是一类利用膜电势测定溶液中离子的活度或浓度的电化学传感器,当电极与待测离子接触时,敏感膜与溶液的异相界面上会产生与被测离子活度相关的膜电势,而活度又可在一定条件下转换为离子浓度。离子选择性电极具有使用方便、检测速度快、仪器结构简单、功耗低、操作方便等优点。宋文撮等采用离子选择性电极对海水中的铅、镉、铜进行了测定,实验表明传感器检测结果准确、性能可靠、成本低廉,适合在现场对重金属进行快速监测。刘新露等釆用离子载体掺杂PVC膜制作了一种重金属锌离子选择性电极并将其应用于对工业废水以及饲料中锌的检测, 结果表明该电极具有响应时间短、稳定性好等优点。目前离子选择性电极的主要缺点是检测灵敏度和准确度相对较低,实现痕量分析较为困难,由于其敏感膜易受溶液中其它离子的影响,因此在对实际样本进行测量时常存在多离子交叉影响问题,另外敏感膜的使用寿命较短也是制约离子选择性电极应用的一个重要问题。
2.2电导分析法
电导分析法(Method of Conctometric Analysis)是一种通过测量溶液的电导率来对被测物质进行定性和定量分析的方法。目前应用较多的为直接电导分析和电导滴定分析。电导分析具有检测速度快,仪器结构简单,操作方便等优点。但是电导分析一般只能测量溶液中所有离子的总体电导率,对于复杂溶液体系,很难对其中离子种类进行分辨,方法选择性较差。
2.3极谱法
极谱法(Polarography)是一种通过检测电化学反应过程中产生的极化电极的电流-电位(或电位-时间)关系来对溶液中被测物质成分和浓度进行分析的方法。极谱法一般采用能够表面更新的液态滴束电极作为工作电极。按照检测原理区分,极谱法可分为电位控制和电流控制极谱两大类。而按照工作电极扫描方式区分,极谱法可分为直流极谱法、交流极谱法、单扫描极谱法、方波极谱法、脉冲极谱法、半微分极谱法等多种。极谱法可用于测定铅、镉、媒、锡、镉等多种重金属离子,其灵敏度可达到l(r9mol/L,具有检测灵敏度高、分辨能力强等优点,因此被广泛应用在冶金、食品、环境分析等多个领域。
2.4溶出伏安法
伴随着极谱法的广泛应用,滴束电极在上个世纪成为电化学分析中应用最为广泛的工作电极。滴亲电极的主要优点是电极表面可周期性更新,并且较容易控制其工作表面积。但是未有剧毒且易挥发,使用后的废莱处理较为麻烦,另外当对检测溶液进行搅拌时,滴亲电极容易发生变形,从而影响其分析准确性。随着电分析化学技术的发展,固态电极的应用愈来愈广泛。Kolthaff和Laitinen等人首先将极谱法的电流-电位分析技术应用到固态电极上,从而提出了伏安分析方法。与极谱法相比,伏安法具有更高的检测灵敏度和更低的检测下限,同时由于采用固态电极,伏安法更加适合于进行现场在线分析。与极谱法类似,伏安法根据电势扫描方式不同又可分为线性伏安、阶梯波伏安、脉冲波伏安、正弦波伏安等多种。在进行重金属分析时,经常采用电解富集技术首先将被测离子从较稀释的溶液中浓缩富集到工作电极表面,随后采用伏安分析方法使电极表面富集的金属在很短的时间内重新溶出,从而获得比普通伏安法更为强烈的法拉第电流,这种方法称之为溶出伏安法。溶出伏安法按照电解富集原理的不同可分为阳极溶出伏安法、阴极溶出伏安法以及吸附溶出伏安法等。
(1)阴极溶出伏安法
阴极溶出伏安法(Cathodic Stripping Voltammetry)检测时需要经历电沉积、静置、溶出三个过程。溶液中的被测阴离子首先在正电位下发生氧化反应并与电极材料结合形成一层难溶膜。随后溶液经过一段静置时间后,电势扫描从正电势扫向负电势,使阴离子再次溶出而产生一个阴极溶出电流峰。由于难溶盐均具有各自的还原电势,因此通过分析峰电流-电势关系图即可获知溶液中阴离子的种类,而通过测量峰电流强度可获得阴离子浓度信息。Long等利用方波阴极溶出伏安法结合铋膜修饰热解石墨电极对水中的痕量进行了测量,检测限达到0.7 ng/L。Sophie等采用方波阴极溶出伏安法,结合铋膜修饰铜电极对工业废水、地表水以及自来水中的Ni2+进行了检测,结果表明该方法具有较高的检测灵敏度和选择性。
(2)吸附溶出伏安法
吸附溶出伏安法(Adsorptive Stripping Voltammetry)不采用电势沉积的方法富集被测物质,而是通过在电极表面修饰一些离子络合剂或配合剂的方式使得被测离子与之结合形成络合物,从而吸附富集在电极表面,随后采用电势扫描的方法使被测离子从电极表面溶出,分析获得的伏安曲线即可获知被测物质种类和浓度信息。吸附溶出伏安法是伴随着化学修饰电极的发展而逐渐产生的,其主要优点是检测灵敏度高、精确性好、仪器结构简单、操作方便等。狄晓威等釆用杯芳经衍生物对玻碳电极进行修饰,然后采用吸附溶出伏安法对混合水样中的微量铅进行了测定,其方法检出限达到陈士昆等利用槲皮素修饰碳糊电极结合吸附溶出伏安法对人血清中的铅进行了测定,结果表明,该方法检测灵敏度高、准确性好,传感器检出限为8.0moI/L吸附溶出伏安法主要缺点是受共存吸附物质干扰较大,在电极上容易发生竞争吸附作用,从而影响其检测灵敏性。另外由于吸附富集过程相比于电沉积过程速度较慢,因此吸附伏安法检测时间一般较长。
(3)阳极溶出伏安法
阳极溶出伏安法(Anodic stripping analysis, ASV)是电化学重金属检测最为常用的一种手段。与阴极溶出伏安法类似,阳极溶出伏安法也包括电沉积、静置、溶出三个阶段。其工作示意图如图1-2所示。分析时首先在工作电极上施加一个恒定负电势,使得溶液中的多种金属阳离子在电极表面发生还原反应从而沉积在工作电极表面。经过一段时间的富集后,电极表面被测物质浓度明显提高。经过一段溶液静置期后,仪器控制工作电极上的电势从负电位向正电位进行扫描,当电势到达某种金属的氧化电势时,该金属迅速氧化溶出形成一强烈的溶出电流峰,记录电流-电势曲线即可获得阳极溶出伏安图。由于不同的重金属有不同溶出电势,对伏安图中溶出电流峰位置进行分析即可获知溶液中所含重金属离子的种类,而溶出电流峰的大小与该金属离子的浓度成正比,据此可获得重金属离子浓度信息。
阳极溶出伏安法分析时电极上发生的电化学反应可以表示为:
阳极溶出伏安法具有检测灵敏度高、检测限低(重金属检测限可达到10-12mol/L)、分析速度快、可同时检测多种重金属元素(4-6种)等优点,同时其检测仪器结构简单、操作简便、易于实现自动化,因此被广泛应用于环境、食品、工业、医疗监控等多个领域。Christos等采用方波脉冲伏安法以秘金属膜为工作电极对怜肥中的铅和铺元素进行了分析,结果表明该方法检测灵敏度较好,检测限达到铅:0.5ng/L,镉:1 Mg/Lo Meucci等利用强酸和双氧水对食用鱼肉进行消解,以醋酸缓冲液为电解质,采用方波阳极溶出伏安法对样本中的铅、镊、莱、铜离子进行了检测,结果表明该方法具有较高的检测准确性,可实际应用于对有机物质中重金属元素的分析。国内王亚珍以乙炔黑/壳聚糖修饰玻碳电极为工作电极,采用阳极溶出伏安法对湖水中的痕量铅进行了检测,结果表明阳极溶出法具有很好的检测灵敏度,方法检测限达到mol/L。平建峰等采用厚膜碳楽电极结合方波脉冲阳极溶出伏安法对水溶液中的铅和镉离子进行了检测,并对溶出伏安法的工作参数进行了分析,结果表明,阳极溶出伏安法检测灵敏度高、准确性好,实际应用中溶液中的溶解氧以及共存离子对检测无明显影响。

『伍』 一氧化碳浓度测量仪中峰高度怎么测

1、一氧化碳浓度测量仪中的峰高度，就是多次测定结果的最大值。它可以是其中位数；
2、一氧化碳浓度测量仪是测定空气中一氧化碳浓度的直读仪器。它的读数有的ppm值，需要换算为mg/m3 的法定计量单位。还因为国家标准，例如 GB/T18883-2002《室内空气质量标准》的标准值就是 10mg/m3 ；
3、有电脑模块的一氧化碳浓度测量仪，可以设定设定采样时间，自动给出多次测定数据的最大值、平均值；
4、一氧化碳浓度测量仪的应用，有排烟、废气中的一氧化碳；环境空气中的一氧化碳、室内空气中的一氧化碳、公共场所中的一氧化碳。
5、、一氧化碳浓度测量仪的结果的换算： ppm = mg/m3(22.4/M)
其中：M是一氧化碳的分子量=28

『陆』 简述热电偶测温原理

热电偶工作原理：两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

杭州美控自动化技术有限公司MIK-WZPK热电偶采用的进口芯体，采用不锈钢外壳，从而达到稳定性好，精度高，抗震性能强等特点。目前市场上热电阻主要是Pt100，热电偶主要是K型、T型、S型、R型、B型、N型、E型、J型等8种常规型号，具体现场需要热电阻还是热电偶，主要根据现场测温精度与测温范围确定。

『柒』 应用举例

激电法的应用范围很广,无论在金属和非金属固体矿产勘查,还是在寻找地下水资源和地热田方面,都获得了成功的应用。由于激发极化法自身的优点,因此获得了广泛的应用。在金属和非金属固体矿产勘查方面,主要用于普查硫化多金属矿,在寻找无磁或弱磁性黑色金属矿、贵金属矿、稀有金属矿和放射性矿床等方面,也发挥着越来越大的作用。在水文地质调查中,激发极化法主要应用在两个方面：一是区分含碳质的岩层与含水岩层所引起的异常；二是寻找地下水,划分出富水地段。

（一）金属和非金属固体矿产勘查

在过去相当长的时期内,激电法主要用于普查硫化多金属矿。由于这类矿床往往不含磁性矿物,且矿石多呈浸染状结构,磁法和其他电法的找矿效果欠佳,故激电法成为寻找铜、铅、锌、钼等有色金属矿的主要方法。近年来,激电法在寻找无磁或弱磁性黑色金属矿、贵金属矿、稀有金属矿和放射性矿床等方面,也发挥着越来越大的作用。这些矿种或者因其本身具有一定的激电效应（如某些赤铁矿和软锰矿等）,或者因其与具有激电效应的蚀变矿化（特别是黄铁矿化和石墨化）共生,因而能用激电法直接或间接找到。此外,硫铁矿和石墨这两种非金属矿也是激电法的有利找矿对象；不过,大多数电法勘探方法（电阻率法、自电法及各种电磁法）也都能成功地用来寻找这类良导电矿。

激电法用于勘查上述固体矿产的主要优点是能找到百分含量不高的浸染状矿,这是其他任何电法所不能比拟的。此外,在其他电法工作中令人头痛的地形不平和导电性不均匀等干扰因素,而在激电法中不会形成假异常。当然,这绝不是说激电法就没有干扰因素了。恰好相反,激电法的主要问题之一就是不够工业品位的非矿矿化（主要是黄铁矿化和石墨化）也能产生明显的激电异常,形成找矿的严重干扰。因此,如何评价激电异常,查明引起异常的地质原因、评价其在直接找矿或间接找矿中的意义,就成为激电法研究中的一项重要任务。

1.河南某金、银矿激电法的找矿效果

河南某金、银矿产于一个规模很大的多金属矿带中。金和银矿物（自然金、金银矿、碲金矿、针碲金银矿、自然银和辉银矿等）与黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等共生,形成以金、银为主的多金属矿床。金、银工业品位很低,对矿石物性无显著影响,但其伴生的硫化金属矿物使矿石具有低电阻率和高极化率,因而有利于用电法找矿。

图2-26是破山异常带250线的物探地质综合剖面图。中梯装置的η_s曲线宽缓圆滑,表明引起异常的极化体埋藏较深（该区矿体氧化带深达50 m）；20～40号点η_s曲线平缓上升,58～60号点较快下降,正确地反映了矿体产状倾向西南。自然电位曲线西南一侧陡,而东北一侧缓,也同样反映矿体倾向西南。联剖在矿体上出现视电阻率的正交点和视极化率的反交点,表明了矿体的低阻、高极化性质。图中还给出了正负极极化法的Δη_s曲线（即中梯装置正向供电和反向供电测得的视极化率之差Δη_s＝

）,它在零值线附近来回“跳动”,无明显的非线性异常,表明矿体是浸染状的。可见,在该区条件下,激电法不仅能找到赋存于多金属矿化带中的金、银矿,而且还能提供关于矿体产状和结构特征方面的信息。

图2-26 破山异常带250线物探地质综合剖面

1—银矿体；2—测深点。Pzω—古生界歪头山组；AH—斜长角闪片岩。中间梯度装置：AB＝900 m,MN＝400 m；联合剖面装置：AO＝BO＝200 m,MN＝20 m

2.陈庄铁矿频谱激电法找深部矿

淮北陈庄铁矿是在厚层低阻浮土覆盖下的矽卡岩型含铜磁铁矿床。矿体长750m,宽200m,平均厚度600m,顶深80～100m,延伸230m。矿体为强磁、低阻和高极化体,而围岩呈弱磁、高阻和低极化。找寻这样的矿体本不需要耗费较大的激电法,布置频谱激电法的目的是为了探索在低阻覆盖层下进行深部找矿的可能性。采用偶极-偶极装置做观测。AB＝MN＝α＝80m,n＝1～6。图2-27示出了根据频谱激电法观测资料和反演结果绘成的拟断面图。为了对比,在该图的下部同时绘出了钻探控制的地质断面。可以清楚地看到,视充电率（即视极化率）m_s、视相位φ_s和视频散率P_s等激电强度参数,对矿体的反映十分模糊、微弱,不能确定为异常。视电阻率ρ_s则反映了基岩起伏,对矿体无显示。只有时间常数τ_s出现了与矿体对应的强度大、形状规则的异常。τ_s≥1s的等值线指示了矿体的位置,其向下开口,表明矿体有较大的延伸。

这个例子证实了前面的理论预见：可望利用τ_s异常找到激电强度参数没有明显反映的深部矿体。

3.江苏盘龙岗铜矿的发现

江苏盘龙岗位于已探明的安基山铜硫矿的同一成矿带上,1983年用中梯装置（AB＝1000m,MN＝50m）做时间域激电普查时,在该处发现了一个近东西走向,宽约250m,长度大于1100m的激电异常。η_s异常极大值达17%。为查明异常源的性质和划分矿化富集地段,1984年垂直该异常布置了两条频谱激电（SIP）法剖面,对该异常做检查评价。SIP采用偶极装置,α＝400m,n＝1～6。工作成果示于图2-28。图上激电强度参数（m_s和ρ_s）的异常范围从110点到150点,与先前的时间域激电（η_s）异常范围一致；而τ_s的高值异常（最大值为2s）集中在110～130点之间,范围小得多。根据本区岩、矿SIP物性测量结果及与邻区安基山已知矿上SIP法观测结果对比,推断本区τ_s＝0.5～2s对应的激电异常是以黄铁矿化为主的硫化金属矿化所引起的。其中,τ_s≥1s等值线圈定的范围为矿化相对富集地段,可能形成工业矿体。根据这种推断,设计了两个验证钻孔（ZK1901和ZK1902,见图2-28下部地质断面图）。钻探结果打到了三层铜矿,累计厚度分别为18.09m（ZK1901）和46.29m（ZK1902）。应用SIP法对盘龙岗时间域激电异常的检查评价,特别是圈定矿化富集带的成功,证实了可直接利用τ_s异常按结构区分极化体和找矿的理论预见。

图2-27 陈庄铁矿Ⅰ线频谱激电地质综合剖面

偶极—偶极装置；α＝800 m,n＝1～6；1—第四系；2—大理岩；3—闪长玢岩；4—矽卡岩；5—铁矿体；6—地质界线；7—断层；8—实测和推断古侵蚀面

（二）激发极化法在找水中的应用

1.衰减时（S）法找水

在激电法找水中,多年来还成功地应用了衰减时法。所谓衰减时是指二次场衰减到某一百分比时所需的时间,也就是说,若将断电瞬间二次场的最大值记为100%的话,则当放电曲线衰减到某一百分数,比如说50%时所需的时间即为半衰时。这是一种直接寻找地下水的方法,对寻找第四系的含水层和基岩孔隙水具有较好的应用效果。

图2-28 盘龙岗剖面频谱激电地质综合剖面

偶极装置：α＝40 m,n＝1～6。1—T₂z周冲村组；2—T₁s上青龙组；3—T₁x下青龙组；4—P₂l龙潭组；5—P₁q栖霞组；6—S₂f坟头组；7—δομ石英闪长玢岩；8—γδπ花岗闪长斑岩；9—黄铁矿化花岗闪长斑岩；10—δμ闪长玢岩脉；11—断层

图2-29 衰减时法找水实例

研究表明,离子导体上二次场的衰减过程是多种因素所产生的衰减特性的综合,衰减曲线中段与离子导体有密切关系。实际工作中,利用衰减时法找水一般均采用测深装置,并取每一极距所测得的半衰时绘成衰减时S-AB/2曲线,如图2-29所示。在不含地下水的地段测得的衰减时曲线称为衰减时的背景值,如图中的Ⅱ-17所示。衰减时的增高则表明该极距所对应的深度可能含有地下水,如图中Ⅱ-29所示。因此,对衰减时曲线的研究,一方面可以区分有水区和无水区,另一方面还可以圈定含水区的位置。

2.在黄土分布区寻找地下水

黄土多分布在干旱、半干旱地区,大气降水量较小,故地下水补给较差。另外,由于黄土本身孔隙较小,透水性和给水性能极弱,加之黄土分布区地形切割破碎,不利于地下水富集,所以黄土区多为贫水区,但在相对有利的地段仍可找到能开发利用的地下淡水。

黄土区的地下水特征与地貌条件、节理发育程度以及地下水位埋深等因素有关。在黄土塬上往往形成中间厚、四周薄的透镜状含水层。在面积较大、切割微弱的黄土塬凹地,水位埋藏浅,富水性较好。反之水位埋藏较深,水量亦较小。在某些黄土塬下部还存在第四纪早期的砂砾石承压含水层。在黄土丘陵区,地下水的富集程度与地形、地貌有关。在地表水系上游分支较多,下游宽而长且江水面积较大的川地含水层厚度较大,水量也较丰富。

在黄土地区,物探找水的主要方向是在大面积的黄土层中寻找含淡水的透镜体及砂砾石含水层。但由于黄土层的电阻率较低,厚度较大,而相对高阻的含水层规模较小,电阻率异常反映不明显,所以单纯使用电阻率法往往不能很好地反映含水层的存在。故在黄土区找水多采用激电法配合。目前激电法常用的参数有极化率（η）、充电率（m）、衰减时（S）、激发比（J）、衰减度（D）等。

图2-30为灵宝市V号剖面的电探成果图。在47～48点附近D、J、η的等值线均由浅至深有规律地增加,并在深部出现高值半封闭圈。47点的ρs测深曲线为D型,对含水层反映不明显。J、η、D曲线在AB/2＝150～200m处均出现明显的上升,表明该处存在良好的砂砾石含水层；在AB/2＝100m处,三曲线略有起伏变化,反映为弱含水特

征。经钻孔验证该处含水层顶板埋深110m,含水层总厚度大于50m,单井出水量60t/h。

图2-30 灵宝市V号剖面电探成果图

（三）应引以为戒的找矿实例（李金铭,2004）

对激电异常评价和异常解释时,前人的失误曾造成漏矿或未取得找矿效果。如由于对斑岩型矿床产生的激电异常缺乏地质认识,而出现的漏矿问题。由于极距选择不当,而未取得找矿效果的问题。由于不重视电阻率资料,而将极化体产状判断错误的问题等。

为了在今后的找矿工作中不犯前人曾出现过的失误或错误,下面我们举几个应引以为戒的实例,供参考。

1.有矿没异常的实例（汤宝义,1987）

肯德可克位于柴达木盆地的西南缘山区,是昆仑东西向构造带与祁漫塔格北西西向构造带的复合部位（图2-31）。在这个成矿有利的构造部位,已初步查明近十处中小型铁及多金属矿产地,成为青海省西部重要的金属矿产资源基地之一。肯德可克是这个基地中最大的一个矿区。

图2-31 肯德可克区域构造示意图

为了进一步查明这一矿区的矿产分布,根据岩、矿石的物性差异,青海省第一地质大队曾先后投入了磁法、联合剖面法（ρ_s）、激电法（ρ_s、η_s）、自电法等多种方法。结果表明,磁法的效果最佳,而电法投入的三种方法在经钻探验证,已证明是由多金属矿体引起的磁异常带上（图2-32）,均未观测到电法异常。

图2-32 肯德可克ΔZ等值线平面图

1—ΔZ等值线（单位：nT）；2—石炭系灰岩,大理岩；3—下古生代泥质硅岩系；4—铁帽；5—地质界线；6—钻孔及编号；7—勘探线及编号

为彻底查清其原因,对测定的大量岩矿石电性参数又进行了分析（表2-4）。从表上看,铅锌矿的电性参数值虽不优于含炭质的岩石,但对它的直接围岩——灰岩、大理岩及变泥质硅质岩等其电性差异还是明显的,在矿体上应该有异常显示。可见不是电性差异的问题。然后他们对地形干扰进行调查,对此也被否定。最后,在了解矿区地下水文的过程中,发现地表下5～120m左右的深度范围内,是常年冻结层。在对新取的岩心做检查时看到,沿裂隙面普遍有结冰现象,证实冻结层确实存在。显然,如此厚的高阻屏蔽层,电法是不易发挥作用的。在冰点下,氧化还原作用难以发生,没有氧化还原带,因而自然电场法也不会有异常出现。所以,诸如ZK1605孔在7m处便见到了浸染状铅矿体,但地表未出现电法异常；地形平坦的15线剖面上,ZK1507孔在约40m处见致密块状磁黄铁矿,而地表也未出现电法异常。

表2-4 肯德可克矿区岩、矿石电性参数测定结果表

在山下覆盖薄乃至出露地表的石墨化F₁断层及其附近,虽有多处异常,但皆为非矿干扰。至此,说明了电法对深部矿体未能发挥作用的重要原因在于冻结层的高阻屏蔽,而其他原因皆属次要。

可见电法在该矿区因有常年冻结层的影响,限制了该方法效能的正常发挥,未能取得应有的效果。在高寒山区（或类似地下有高阻屏蔽层的地区）,在投入电法工作之前除对岩矿标本进行物性测定外,还必须在现场进行方法的有效性实验。

2.错把电缆干扰当成矿异常的实例（潘佩璋,1985）

木吉村铜钼矿位于太行山北段东麓涞易复背斜西北翼,涞源酸性杂岩体西部边缘中段岩体之凹入部位。地层有震旦系雾迷山组燧石条带状白云岩,分布在西部及南部；寒武系砂砾岩、石英砂岩、鲕状及竹叶状灰岩以及杂色页岩,分布在中部及东部。地层产状为单斜构造,走向北东,倾向西北。成矿母岩为闪长玢岩,分布在矿区中部。

激发极化法的任务主要是和磁法、化探一起,在已知矿区外围寻找和圈定金属矿体,以期扩大矿区远景。工作比例尺为1：10000,测网密度：磁法和激电为200 m×40 m,化探为100m×20m。工作面积为31km²。激电采用中间梯度排列,AB＝600m,MN＝40 m。在剖面上还做了激电测深,最大AB/2一般为500～750m,少量为325m及1000m。矿区地段供电时间为2min（单向供电）,观测精度η_s平均相对误差为3.6%,ρ_s平均相对误差为2.5%。

本区地形属高山区,矿区为一北北西向延伸的山间河谷地带,地势较为平坦,河谷两侧地势升高,坡度较陡,覆盖层极薄。河谷地带除部分耕地外就是河床砂砾,接地条件较差。异常区还有一个三线建设的钢铁厂,地表干扰因素较多,尤其是通信电缆的干扰更为严重。

图2-33 η_s剖面平面图

1—第四系；2—中侏罗统安山岩；3—下奥陶统灰岩；4—上寒武统竹叶状灰岩；5—中寒武统鲕状灰岩；6—震旦系雾迷山组含燧石结核白云岩；7—闪长玢岩；8—断层及编号；9—矿体在地面投影范围；10—剖面线及编号；11—ηs异常曲线（1cm＝20%）；12—钻孔及编号；13—地下电缆位置

图2-34 58线综合剖面图

1—第四系；2—下寒武统页岩、砂岩；3—震旦系雾迷山组白云岩；4—地下电缆位置；5—η_s等值线

图2-33所示为激电法的η_s平剖图。由图可见,以70线附近为界,异常被分为南北两段。北段异常沿河谷分布,轴向北北东,曲线圆滑,梯度小,η_s强度一般为5%～10%,最大18%。这一带为一片河床覆盖,东西两侧为寒武系灰岩,北部有闪长玢岩出露,这些岩石极化率都很低,如地表的闪长玢岩的极化率仅3.3%。异常南段处于起伏的山地,轴向北北东,曲线正负跳跃,梯度较大。这一带地表为厚度不大的寒武系底部地层分布,下部为震旦系雾迷山组白云岩。这些岩石极化率也很低。总之,地表所分布的岩性均不能产生明显的激电异常。

异常北段经钻探验证被确认为是矿异常,因当时异常南段尚未封闭于是又向南继续追索。结果出现了如图2-33所示连续不断的正负跳跃异常,同时没有磁异常与之对应。当时认为极化体与北部不同,可能是一个无磁性的金属矿化带。这时虽然发觉了地下电缆的存在,并看出异常走向与电缆分布完全吻合（图中电缆东南方的几个尖峰系工矿管道干扰）,开始怀疑电缆在起作用,但对其所能产生的干扰程度认识不足,觉得小小的电缆只能会引起范围窄小、正负突变的尖峰,而不可能产生范围宽阔的异常。58线在剖面中间有尖峰异常,向两侧则反映为宽缓的背景异常。认为前者是电缆的干扰,后者应该是深部极化体的异常,分析测深剖面也得出上述结论。基于这种认识,在58线做了钻孔验证,结果至孔深265m全为白云岩,证实原推断是错误的（图2-34）。

验证的失败,进—步促使他们在电缆上做文章。1973年进行了系统的激电法模拟试验,证实电缆果然能产生范围广、强度大、形态各异的异常,且η_s形态与剖面相对于电缆走向的夹角以及供电点A、B相对于电缆的位置有关。当电缆位于相邻两个电极排列交接处时,则产生类似58线的假二极叠加异常,如图2-35中的1、2曲线与58线异常曲线十分相似,充分说明电缆虽小,却能产生较强的激电干扰异常。

当剖面方向垂直于电缆,且A、B与之对称时异常则消失,如图2-35中曲线3。

图2-35 电缆模拟试验η_s曲线

3.测线方向选择不当的实例（华连章等,1985）

众所周知,测线方向应与探测目标的走向垂直。当走向变化较大时,测线应与其平均走向垂直。正演结果表明,当测线与极化体走向斜交时,激电异常走向将向基线方向偏移,偏移大小与极化体相对围岩的电阻率有关。

吉林某金属矿区,在用中梯装置进行1：25000比例尺的激电普查时,由于测线选为南北向,结果在η_s平面等值线图上出现了三个近东西向局部异常（图2-36中的虚线）。DHJ-Ⅱ-2号异常南侧为DHJ-Ⅱ-3,北侧为DHJ-Ⅱ-1。

从平剖图上看三个异常之间的曲线没有明显的下降,而是断续相延连成一片,构成了一个局部异常区,它们总的分布趋势是：北东向延展,强度由南西向北东递减。结合路线地质观察,发现地层和黄铁矿化蚀变带的走向为北东40°左右。分析其地质环境和分布特征,认为三个异常是同源的。

图2-36 不同测线方向中梯激电异常分布形态对照图

1—1980年普查η_s等值线及异常编号（测线方向为0°）；2—1981年详查η_s等值线及异常编号（测线方向为310°）

为进一步查明DHJ-Ⅱ-2等异常的分布方向,他们首先布置了南北向和东西向的十字剖面,结果表明异常为北东走向的可能性较大。据此将测线方向改为北西布置了1：10000详查。

经过详查,显现出一个十分规则的北东向异常（图2-36中的实线）,编号为DHJⅡ-2X。异常长1000m,宽250～300m,η_s强度为12%～25%,形态规整,南端分开,北端收敛,中间略向南东突出。

另外,在山东某金属矿区,在用中梯装置进行激电测量时,也出现过类似问题。图2-37所示η_s平面等价值线图中的实线为开始因测线方向选择不当,而出现的两个近东西向异常。图中虚线则为纠正测线方向后的异常。由图可见,此时异常已由原来的两个变成了一个,并且走向也变为近南北向了。

以上两例说明,合理选择测线方向,对正确指明极化体走向是十分重要的。

图2-37 山东福山铜矿不同测线方向中梯装置η_s平面等值线图（据山东物探队）

1—测试NW SE；2—NESW

本项目重点

本项目重点是时间域激发极化法,它是野外工作中最常用方法,应重点掌握不同装置下的典型η_s曲线异常特征,难点在于分析曲线部分,其他部分以了解方法原理和应用为主。

思考题

1.何谓激发极化? 激发极化现象说明了什么?

2.电子导体和离子导体的激发极化机制目前有几种假说? 它们的基本内容是什么?

3.解释下列名词并说明二者的异同点。

（1）电极电位与超电压；（2）面极化与体极化；

（3）极化率与频散率；（4）电阻率与等效电阻率

4.写出下列视参数的表达式,并说明其间的关系。

（1）视极化率η_s；（2）视频散率P_s；（3）视激电率G_s

5.分析并比较体极化和面极化岩、矿石在稳定电流场激发下的激发极化特性,并说明其在按结构区分极化体方面的应用。

6.在同一工区进行激电工作时,用不同的供电时间（T）或不同的延迟时间（t）行不行? 用不同的供电电流（I）行不行? 为什么?

7.何谓岩、矿石的幅频特性曲线? 试说明频率域激电和时间域激电之间的关系。

8.为什么说均匀电流场中面极化球体的二次场等效于一个位于球心的水平电流偶极子的场? 其偶极矩包含哪些成分?

9.在均匀体极化条件下,视极化率测量结果与极化体和装置形式、极距大小及相对位置无关,皆等于真极化率值。故测量标本极化率时,只要标本极化性质均匀,测量结果与标本及测量装置的形状、大小和相对位置无关。那么,能否将标本放于水中或埋于土中测量其极化率? 为什么?

10.试由中梯装置在球体主剖面上的近似公式η_s≈M

推导出近似关系式h₀≈0.7Δx≈1.3q≈2m。

11.对于纵向中梯装置,在球形极化体上改变测线方向时,η_s平面等值线图有什么变化?

12.何谓等效电阻率? 何谓等效电阻率法?

13.试根据等效电阻率法原理说明为什么高阻极化体的G_s异常与高阻体的ρ_s异常具有相同的特征。

14.如何利用联剖视极化率

和

曲线的不对称性来确定极化体的倾向?

15.根据高阻和低阻脉状极化体上的横向中梯及纵向中梯的η_s异常特征,分别绘出在高阻和低阻脉状体上作环形测量的η_s极形图,并与ρs极形图对比。

16.在均匀大地表面当采用AB＝1000m,MN＝40m的激电中梯测量时,为保证ΔU₂不小于3 mV,需多大供电电流? 已知ρ_围岩＝500Ω·m,η_围岩＝2%；当ρ_围岩＝250Ω·m,η_围岩＝1%时,所需电流将如何变化?

17.为什么岩石极化率均匀时地形不会产生η的假异常? 视激电率会产生由地表不平引起的假异常吗? 为什么?

18.在均匀水平大地条件下,极化率与装置无关。

19.何谓频散率或称幅频率效应? 写出其表达式,并说明式中各量的含义。

20.计算当AO＝100m、MN＝10m时,若测得ΔU_MN＝100mV、I＝100mA,已知η_s＝5%,求ρ_s等于多少?

21.绘出时间域激电法的充电、放电曲线。

22.激发极化法有什么优点和缺点?

『捌』 求气体检测仪检测原理

重庆约克仪器所供应气体检测仪几种检测原理气体检测仪检测原理
检测气体的浓度依赖于气体检测变送器，传感器是其核心部分，按照检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、定电位电解式气体传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器、等以下简单概述各种传感器的原理及特点。
金属氧化物半导体式传感器
金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。
催化燃烧式传感器
催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。
定电位电解式气体传感器
定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，在此方面国外技术领先，因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构：在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。
迦伐尼电池式氧气传感器
隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂、黄金、银等）阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉等离子化倾向大的金属）。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟，完全可以国产化此类传感器。
红外式传感器
红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂，成本高。
PID光离子化气体传感器
PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下，离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号。PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。

『玖』 电化学中，不同金属具有不同的电极电势，贵金属的电极电势高。为什么

钝化现象是金属相和溶液相所引起的，还是由界面所引起的。有人曾研究过机械性刮磨对处在钝化状态的金属的影响。实验表明，测量时不断刮磨金属表面，则金属的电势剧烈向负方向移动，也就是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化。即证明钝化现象是一种界面现象。它是在一定条件下，金属与介质相互接触的界面上发生变化的。 金属表面状态变化所引起的金属电化学行为使它具有贵金属的某些特征(低的腐蚀速率、正的电极电势)的过程。若这种变化因金属与介质自然作用产生，称为化学钝化或自钝化； 金属钝化后，其电极电势向正方向移动，使其失去了原有的特性，钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。也就是说钝化后的耐腐蚀性只具备贵金属的表征趋势，而贵金属则有整体完全较高的耐腐蚀性

『拾』 请问银金属为什么不能作为热电偶的电极贵金属和廉金属能不能搭配成一个热电偶比如说银和镍铬。

从理论上讲，任何两种不同导体（或半导体）都可以配制成热电偶，但是作为实用的测温元件，对它的要求是多方面的。为了保证工程技术中的可靠性，以及足够的测量精度，并不是所有材料都能组成热电偶，一般对快速热电偶的电极材料，基本要求是：

（1）、在测温范围内，热电性质稳定，不随时间而变化，有足够的物理化学稳定性，不易氧化或腐蚀；
（2）、电阻温度系数小，导电率高，比热小；
（3）、测温中产生热电势要大，并且热电势与温度之间呈线性或接近线性的单值函数关系；
（4）、材料复制性好，机械强度高，制造工艺简单，价格便宜。

目前国家标准的统一型热电偶中没有贵金属和廉金属搭配成的热电偶。