Часткові компоненти та впровадження електродів вимірювача розчиненого кисню
Структура електрода вимірювача розчиненого кисню: зазвичай складається з катода, анода, електроліту та пластикової плівки.
Електроліт: формула електроліту, як правило, вважається конфіденційною, і її нелегко розкрити продавцям. Приготування електроліту є дуже особливим і вимагає використання води, що не містить іонів. Деякі забруднюючі іони можуть серйозно вплинути на роботу електрода. Фармацевтичні реагенти, що використовуються, мають бути щонайменше класу AR. Корисні електроліти включають KOH; KCl, Pb(AcO)2 та інші датчики вологості, електричні нагрівальні труби з нержавіючої сталі, датчики PT100, електромагнітні клапани рідини, нагрівачі з литого алюмінію та нагрівальні кільця.
Плівка: зазвичай використовується політетрафторетилен (F4) або політетрафторетилен-полігексафторпропіленовий сополімер. Також використовується поліпропіленхлорид. Поліетиленова плівка має високу проникність для кисню і низьку проникність для CO2.
Відгук електрода Наш простий аналіз характеристик електрода показує, що відгук електрода пов’язаний із постійною електрода, k: k=π2D/d2. D - коефіцієнт дифузії плівки, а d - товщина плівки.
Чим більше K, тим швидше відповідь. Звичайно, структура електрода сильно вплине на продуктивність електрода.
мембрана компенсації тиску
Електроди, які використовуються в резервуарі, як правило, оснащені мембранами для компенсації тиску, а електроди, що використовуються в малих скляних ферментаційних резервуарах, зазвичай мають збалансований тип пор. Вага мембрани для компенсації тиску необхідна, щоб впоратися з тепловим розширенням електроліту під час вибуху під високим тиском. Як правило, виготовлені з силікону.
принцип роботи
Кисень у воді повинен пройти через мембрану і досягти поверхні катода, перш ніж його можна буде відновити електродом. Тому кисень повинен подолати певний опір перед тим, як дифундувати до поверхні катода, найважливішими з яких є опір рідкої плівки поблизу плівки та опір самої плівки. Для електродів гальванічного типу дуже важливо, щоб основний опір припадав на плівку, тобто опір плівки був набагато більшим, ніж опір рідкої плівки, так що вплив змін опору, викликаних потік рідини, що вимірюється при дифузії кисню, можна мінімізувати. . Отже, з формули (1) можна побачити, що вимірювання кисню є, по суті, вимірюванням швидкості дифузії кисню.
IS {{0}} N FA (Pm/dm)P0 (1)
У формулі IS — вихідний струм, N — кількість електронів, отриманих при відновленні кисню, F — постійна Фарадея, A — площа поверхні катода, Pm — коефіцієнт дифузії пластикової плівки, dm — товщина плівки. , а P0 – парціальний тиск кисню в рідині, що вимірюється. .
Виходячи з цього принципу, під час вимірювання DO у в’язкому ферментаційному бульйоні електроди типу гальванічного елемента повинні намагатися використовувати більш товсту плівку, яка може зменшити зміну опору рідкої плівки та таким чином зменшити коливання вихідного струму. Для полярографічних електродів рух рідини не впливає на вихід електрода.
Запобіжні заходи
Фактично, електрод вимірювача розчиненого кисню вимірює не концентрацію розчиненого кисню, а активність кисню або парціальний тиск кисню. Для калібрування 100% і нульової точки зазвичай використовується повітря або безкисневий азот. Справжню концентрацію розчиненого кисню в рідині можна визначити хімічним шляхом.
