Components parcials i introducció d'elèctrodes d'oxigen dissolt
Estructura de l'elèctrode del mesurador d'oxigen dissolt: generalment compost per càtode, ànode, electròlit i pel·lícula de plàstic.
Electròlit: la fórmula de l'electròlit generalment es considera confidencial i els comerciants no la divulguen fàcilment. La preparació de l'electròlit és molt particular i requereix l'ús d'aigua lliure d'ions. Alguns ions contaminants afectaran seriosament el rendiment de l'elèctrode. Els reactius farmacèutics utilitzats han de ser almenys de grau AR. Els electròlits útils inclouen KOH; KCl, Pb(AcO)2 i altres sondes de sensor d'humitat, tubs de calefacció elèctrica d'acer inoxidable, sensors PT100, vàlvules solenoides de fluid, escalfadors d'alumini fos i anells de calefacció.
Pel·lícula: generalment s'utilitza politetrafluoroetilè (F4) o copolímer de politetrafluoroetilè-polihexafluoropropilè. També s'ha utilitzat clorur de polipropilè. La pel·lícula de polietilè té una alta permeabilitat a l'oxigen i una baixa permeabilitat al CO2.
Resposta de l'elèctrode La nostra senzilla anàlisi del rendiment de l'elèctrode mostra que la resposta de l'elèctrode està relacionada amb la constant de l'elèctrode, k: k=π2D/d2. D és el coeficient de difusió de la pel·lícula, i d és el gruix de la pel·lícula.
Com més gran és K, més ràpida és la resposta. Per descomptat, l'estructura de l'elèctrode afectarà molt el rendiment de l'elèctrode.
membrana de compensació de pressió
Els elèctrodes utilitzats al dipòsit generalment estan equipats amb membranes de compensació de pressió, i els elèctrodes utilitzats en petits dipòsits de fermentació de vidre solen adoptar el tipus de porus equilibrat. El pes de la membrana de compensació de pressió és necessari per fer front a l'expansió tèrmica de l'electròlit durant l'explosió d'alta pressió. Generalment fet de silicona.
principi de funcionament
L'oxigen de l'aigua ha de travessar la membrana i arribar a la superfície del càtode abans que pugui ser reduït per l'elèctrode. Per tant, l'oxigen ha de superar una certa resistència abans de difondre's a la superfície del càtode, les més importants de les quals són la resistència de la pel·lícula líquida propera a la pel·lícula i la resistència de la pròpia pel·lícula. Per als elèctrodes de tipus cel·la galvànica, és molt important que la resistència principal caigui sobre la pel·lícula, és a dir, la resistència de la pel·lícula és molt més gran que la resistència de la pel·lícula líquida, de manera que l'impacte dels canvis de resistència causats per la El flux del líquid que es mesura en la difusió d'oxigen es pot minimitzar. . Per tant, es pot veure a partir de la fórmula (1) que mesurar l'oxigen és essencialment mesurar la velocitat de difusió de l'oxigen.
IS {{0}} N FA (Pm/dm)P0 (1)
A la fórmula, IS és el corrent de sortida, N és el nombre d'electrons obtinguts reduint l'oxigen, F és la constant de Faraday, A és la superfície del càtode, Pm és el coeficient de difusió de la pel·lícula de plàstic, dm és el gruix de la pel·lícula. , i P0 és la pressió parcial d'oxigen al líquid que es mesura. .
Basant-se en aquest principi, quan es mesura DO en brou de fermentació viscosa, els elèctrodes de tipus cel·la galvànica haurien d'intentar utilitzar una pel·lícula més gruixuda, que pot reduir el canvi de resistència de la pel·lícula líquida i reduir així la fluctuació del corrent de sortida. Per als elèctrodes polarogràfics, el moviment del fluid no té cap efecte sobre la sortida de l'elèctrode.
Precaucions
De fet, l'elèctrode del mesurador d'oxigen dissolt no mesura la concentració d'oxigen dissolt, sinó l'activitat d'oxigen o la pressió parcial d'oxigen. Normalment s'utilitza aire o nitrogen lliure d'oxigen per calibrar els punts 100% i zero. La veritable concentració d'oxigen dissolt en un líquid es pot determinar químicament.
