Componenti parziali e introduzione degli elettrodi del misuratore di ossigeno disciolto
Struttura dell'elettrodo del misuratore di ossigeno disciolto: generalmente composta da catodo, anodo, elettrolita e pellicola plastica.
Elettrolita: la formula dell'elettrolita è generalmente considerata riservata e non viene facilmente divulgata dai commercianti. La preparazione dell'elettrolita è molto particolare e prevede l'utilizzo di acqua priva di ioni. Alcuni ioni inquinanti compromettono seriamente le prestazioni dell'elettrodo. I reagenti farmaceutici utilizzati devono essere almeno di grado AR. Gli elettroliti utili includono KOH; KCl, Pb(AcO)2 e altre sonde per sensori di umidità, tubi di riscaldamento elettrico in acciaio inossidabile, sensori PT100, elettrovalvole per fluidi, riscaldatori in alluminio pressofuso e anelli di riscaldamento.
Film: Generalmente viene utilizzato il politetrafluoroetilene (F4) o il copolimero politetrafluoroetilene-poliesafluoropropilene. È stato utilizzato anche il cloruro di polipropilene. Il film di polietilene ha un'elevata permeabilità all'ossigeno e una bassa permeabilità alla CO2.
Risposta dell'elettrodo La nostra semplice analisi delle prestazioni dell'elettrodo mostra che la risposta dell'elettrodo è correlata alla costante dell'elettrodo, k: k=π2D/d2. D è il coefficiente di diffusione del film e d è lo spessore del film.
Più grande è K, più veloce è la risposta. Naturalmente, la struttura dell'elettrodo influenzerà notevolmente le prestazioni dell'elettrodo.
membrana di compensazione della pressione
Gli elettrodi utilizzati nel serbatoio sono generalmente dotati di membrane di compensazione della pressione e gli elettrodi utilizzati nei piccoli serbatoi di fermentazione in vetro solitamente adottano il tipo a pori bilanciati. Il peso della membrana di compensazione della pressione è necessario per far fronte all'espansione termica dell'elettrolita durante l'esplosione ad alta pressione. Generalmente realizzato in silicone.
principio di funzionamento
L'ossigeno presente nell'acqua deve passare attraverso la membrana e raggiungere la superficie del catodo prima di poter essere ridotto dall'elettrodo. Pertanto, l'ossigeno deve superare alcune resistenze prima di diffondersi sulla superficie del catodo, le più importanti delle quali sono la resistenza del film liquido vicino al film e la resistenza del film stesso. Per gli elettrodi del tipo a cella galvanica, è molto importante che la resistenza principale ricada sul film, ovvero che la resistenza del film sia molto maggiore della resistenza del film liquido, in modo che l'impatto dei cambiamenti di resistenza causati dal il flusso del liquido misurato sulla diffusione dell'ossigeno può essere ridotto al minimo. . Pertanto, dalla formula (1) si può vedere che misurare l'ossigeno significa essenzialmente misurare la velocità di diffusione dell'ossigeno.
IS {{0}} N FA (Pm/gm)P0 (1)
Nella formula, IS è la corrente in uscita, N è il numero di elettroni ottenuti riducendo l'ossigeno, F è la costante di Faraday, A è la superficie del catodo, Pm è il coefficiente di diffusione del film plastico, dm è lo spessore del film e P0 è la pressione parziale dell'ossigeno nel liquido da misurare. .
Sulla base di questo principio, quando si misura il DO nel brodo di fermentazione viscoso, gli elettrodi a cella galvanica dovrebbero cercare di utilizzare una pellicola più spessa, che può ridurre la variazione della resistenza della pellicola liquida e quindi ridurre la fluttuazione della corrente di uscita. Per gli elettrodi polarografici, il movimento del fluido non ha alcun effetto sull'uscita dell'elettrodo.
Precauzioni
Infatti, l'elettrodo del misuratore di ossigeno disciolto non misura la concentrazione di ossigeno disciolto, ma l'attività dell'ossigeno o la pressione parziale dell'ossigeno. Per calibrare il 100% e i punti zero viene solitamente utilizzata aria o azoto privo di ossigeno. La vera concentrazione di ossigeno disciolto in un liquido può essere determinata chimicamente.
