Delne komponente in uvedba elektrod merilnika raztopljenega kisika
Struktura elektrode merilnika raztopljenega kisika: na splošno je sestavljena iz katode, anode, elektrolita in plastične folije.
Elektrolit: Formula elektrolita na splošno velja za zaupno in je trgovci težko razkrijejo. Priprava elektrolita je zelo posebna in zahteva uporabo vode brez ionov. Nekateri onesnažujoči ioni bodo resno vplivali na delovanje elektrode. Uporabljeni farmacevtski reagenti morajo biti vsaj stopnje AR. Uporabni elektroliti vključujejo KOH; KCl, Pb(AcO)2 in druge senzorske sonde za vlažnost, električne grelne cevi iz nerjavečega jekla, senzorji PT100, elektromagnetni ventili za tekočine, grelniki iz litega aluminija in grelni obroči.
Film: na splošno se uporablja politetrafluoroetilen (F4) ali kopolimer politetrafluoroetilen-poliheksafluoropropilen. Uporabljen je tudi polipropilen klorid. Polietilenska folija ima visoko prepustnost za kisik in nizko prepustnost za CO2.
Odziv elektrode Naša preprosta analiza delovanja elektrode kaže, da je odziv elektrode povezan s konstanto elektrode, k: k=π2D/d2. D je koeficient difuzije filma in d je debelina filma.
Večji kot je K, hitrejši je odziv. Seveda bo struktura elektrode močno vplivala na delovanje elektrode.
membrana za izravnavo tlaka
Elektrode, ki se uporabljajo v rezervoarju, so na splošno opremljene z membranami za kompenzacijo tlaka, elektrode, ki se uporabljajo v majhnih steklenih fermentacijskih rezervoarjih, pa so običajno uravnotežene s porami. Utež membrane za kompenzacijo tlaka je potrebna za obvladovanje toplotnega raztezanja elektrolita med visokotlačno eksplozijo. Običajno iz silikona.
princip delovanja
Kisik v vodi mora preiti skozi membrano in doseči površino katode, preden ga lahko zmanjša elektroda. Zato mora kisik premagati nekaj upora, preden difundira na površino katode, od katerih sta najpomembnejša upor tekočega filma blizu filma in upor samega filma. Pri elektrodah z galvanskimi celicami je zelo pomembno, da glavni upor pade na film, to pomeni, da je upor filma veliko večji od upora tekočega filma, tako da je vpliv sprememb upora, ki jih povzroči pretok tekočine, ki se meri pri difuziji kisika, je mogoče čim bolj zmanjšati. . Zato je iz formule (1) razvidno, da je merjenje kisika v bistvu merjenje hitrosti difuzije kisika.
JE {{0}} N FA (Pm/dm)P0 (1)
V formuli je IS izhodni tok, N je število elektronov, pridobljenih z redukcijo kisika, F je Faradayeva konstanta, A je površina katode, Pm je difuzijski koeficient plastičnega filma, dm je debelina filma. in P0 je parcialni tlak kisika v tekočini, ki se meri. .
Na podlagi tega načela morajo elektrode z galvanskimi celicami pri merjenju DO v viskozni fermentacijski brozgi poskušati uporabiti debelejši film, ki lahko zmanjša spremembo upora tekočega filma in tako zmanjša nihanje izhodnega toka. Pri polarografskih elektrodah gibanje tekočine ne vpliva na izhod elektrode.
Previdnostni ukrepi
Pravzaprav elektroda merilnika raztopljenega kisika ne meri koncentracije raztopljenega kisika, temveč aktivnost kisika ali parcialni tlak kisika. Za kalibracijo 100 % in ničelne točke se običajno uporablja zrak ali dušik brez kisika. Pravo koncentracijo raztopljenega kisika v tekočini je mogoče določiti kemično.
