溶氧電極的工作原理:溶氧電極作為測(cè)定液體中溶解氧濃度的關(guān)鍵裝置,其工作原理基于氧分子在金屬表面的氧化還原反應(yīng)。當(dāng)下常見的覆膜氧電極,陰極多采用銀、鉑等貴金屬,陽(yáng)極則是錫、鉛等活潑金屬,以醋酸緩沖液作為電解質(zhì)。測(cè)量時(shí),液體中的氧透過(guò)半透膜抵達(dá)陰極,促使兩極間產(chǎn)生電子流動(dòng),進(jìn)而形成電流。氧濃度與電流強(qiáng)度呈正相關(guān),如此一來(lái),溶氧濃度便轉(zhuǎn)化為電訊號(hào),經(jīng)放大處理后,可在顯示儀或記錄儀上直觀呈現(xiàn)。這種將化學(xué)過(guò)程轉(zhuǎn)化為電信號(hào)測(cè)量的方式,為準(zhǔn)確掌握液體溶氧情況提供了有效途徑。極譜法溶氧電極在復(fù)雜環(huán)境中具有較高的抗干擾能力和較好的測(cè)量準(zhǔn)確性,是水質(zhì)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。武漢光學(xué)法溶解氧電極
化工生產(chǎn)中,溶氧電極同樣不可或缺。在各類化工反應(yīng)中,不同的反應(yīng)對(duì)氧氣濃度有特定要求。溶氧電極可用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中的氧氣濃度,為反應(yīng)提供穩(wěn)定且適宜的條件。以石油化工中的部分氧化反應(yīng)為例,精細(xì)控制氧氣濃度能提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性和收率,降低副反應(yīng)的發(fā)生概率。此外,在化工產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié),溶氧電極也可用于檢測(cè)產(chǎn)品中溶解氧的含量,確保產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ,保障化工生產(chǎn)的高效與穩(wěn)定。微基智慧科技(江蘇)有限公司溶氧電極南京生物發(fā)酵用溶氧電極干擾氣體(如 H2S/CO2)可能穿透膜影響測(cè)量,需選擇抗干擾膜材料。
溶氧電極的維護(hù)是保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。每次使用前,應(yīng)檢查電極外觀,確保各部件無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。用 ArcAir 或平板連接電極,查看性能指標(biāo)是否在正常范圍(新電極一般接近 100%,當(dāng)指標(biāo)低于 35% 時(shí),需更換新的光氧膜帽)。使用過(guò)程中,要注意安裝規(guī)范,電極裝入護(hù)套時(shí)只能向前推,不可轉(zhuǎn)動(dòng)電極桿,避免膜帽松動(dòng)脫落,連接螺絲可用手或扳手輕輕擰緊。此外,千萬(wàn)不能向光氧電極膜帽中添加電解液,否則會(huì)損毀電極;電極內(nèi)部有污染時(shí),玻璃視窗要用鏡頭紙擦拭 。
不同類型的溶氧電極各有特點(diǎn)。原電池型溶氧電極無(wú)需外加電壓,其工作原理基于電極自身材料的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流,從而反映溶解氧濃度。這種電極結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,在一些對(duì)精度要求不是極高、電源獲取不便的場(chǎng)景中有一定應(yīng)用。而極譜型溶氧電極需要外加 0.6 - 0.8V 的極化電壓,它具有更高的測(cè)量精度和靈敏度,能夠更地測(cè)量溶液中的溶解氧濃度,因此在實(shí)驗(yàn)室研究、工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)溶氧監(jiān)測(cè)要求較高的環(huán)節(jié)應(yīng)用更為廣 。微基智慧科技(江蘇)有限公司科研級(jí)溶氧電極的噪聲水平需低于 0.1% FS,確保微弱信號(hào)準(zhǔn)確采集。
溶氧電極的工作原理基于復(fù)雜而精妙的電化學(xué)過(guò)程。常見的極譜型溶氧電極,在工作時(shí),需向其施加 0.6 - 0.8V 的極化電壓。此時(shí),陰極一般采用如白金等純度極高(99.999% 以上)的材料,會(huì)釋放電子;陽(yáng)極通常為銀等金屬,負(fù)責(zé)接受電子。當(dāng)溶液中的氧氣透過(guò)覆蓋在電極頭部的透氣膜,進(jìn)入電解液后,便與陰極和陽(yáng)極構(gòu)成完整回路,進(jìn)而產(chǎn)生電流。根據(jù)法拉第定律,此電流與氧分壓呈正比關(guān)系,即 I = k?PO? 。憑借這一特性,溶氧電極能夠?qū)⑷芤褐腥芙庋醯臐舛绒D(zhuǎn)化為可測(cè)量的電信號(hào) ,為后續(xù)的分析和監(jiān)測(cè)提供基礎(chǔ)。虛擬仿真軟件模擬溶氧電極工作過(guò)程,輔助學(xué)生理解電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制。極譜法溶解氧電極報(bào)價(jià)
溶氧電極插入溶液時(shí)需確保膜面完全浸沒,避免空氣殘留。武漢光學(xué)法溶解氧電極
溶氧電極能夠準(zhǔn)確地測(cè)量發(fā)酵液中的溶氧水平。在微生物發(fā)酵過(guò)程中,適宜的溶氧水平是菌體生長(zhǎng)和代謝的重要保障。當(dāng)溶氧電極測(cè)值顯示溶氧水平較高時(shí),對(duì)于好氧微生物而言,充足的氧氣能夠促進(jìn)其呼吸作用,加速代謝過(guò)程。例如,在谷氨酸發(fā)酵中,較高的溶氧條件有利于谷氨酸脫氫酶的活性提高,從而促進(jìn)谷氨酸的生成積累。同時(shí),高溶氧水平也有助于微生物合成更多的能量物質(zhì),如 ATP,為細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖提供動(dòng)力。然而,過(guò)高的溶氧水平也可能對(duì)某些微生物產(chǎn)生氧化損傷,影響其正常生長(zhǎng)和代謝。當(dāng)溶氧電極監(jiān)測(cè)到較低的溶氧水平時(shí),微生物的生長(zhǎng)和代謝會(huì)發(fā)生明顯變化。對(duì)于厭氧微生物或兼性厭氧微生物來(lái)說(shuō),低溶氧環(huán)境可能是其適宜的生長(zhǎng)條件。但對(duì)于好氧微生物,低溶氧會(huì)限制其呼吸作用,導(dǎo)致能量供應(yīng)不足。例如,在微生物燃料電池中,陰極的溶氧水平會(huì)影響其產(chǎn)電性能。當(dāng)溶氧電極測(cè)值較低時(shí),陰極的氧還原反應(yīng)受到抑制,從而降低了微生物燃料電池的輸出功率。此外,低溶氧水平還可能影響微生物的代謝途徑,促使其產(chǎn)生一些特殊的代謝產(chǎn)物以適應(yīng)環(huán)境。武漢光學(xué)法溶解氧電極