Dílčí komponenty a zavedení elektrod měřiče rozpuštěného kyslíku
Struktura elektrody měřiče rozpuštěného kyslíku: obecně se skládá z katody, anody, elektrolytu a plastového filmu.
Elektrolyt: Vzorec elektrolytu je obecně považován za důvěrný a obchodníci jej nesnadno zveřejňují. Příprava elektrolytu je velmi specifická a vyžaduje použití vody bez iontů. Některé znečišťující ionty vážně ovlivní výkon elektrody. Použitá farmaceutická činidla musí být minimálně třídy AR. Mezi užitečné elektrolyty patří KOH; KCl, Pb(AcO)2 a další senzorové sondy vlhkosti, nerezové elektrické topné trubice, senzory PT100, kapalinové solenoidové ventily, lité hliníkové ohřívače a topné kroužky.
Fólie: Obvykle se používá polytetrafluorethylen (F4) nebo kopolymer polytetrafluorethylen-polyhexafluorpropylen. Polypropylenchlorid byl také použit. Polyetylenová fólie má vysokou propustnost pro kyslík a nízkou propustnost pro CO2.
Odezva elektrody Naše jednoduchá analýza výkonu elektrody ukazuje, že odezva elektrody souvisí s elektrodovou konstantou k: k=π2D/d2. D je difúzní koeficient filmu a d je tloušťka filmu.
Čím větší je K, tím rychlejší je odezva. Struktura elektrody samozřejmě výrazně ovlivní výkon elektrody.
membrána pro kompenzaci tlaku
Elektrody používané v nádrži jsou obecně vybaveny membránami pro kompenzaci tlaku a elektrody používané v malých skleněných fermentačních nádržích obvykle používají typ s vyváženými póry. Hmotnost membrány pro kompenzaci tlaku je potřebná pro zvládnutí tepelné roztažnosti elektrolytu při vysokotlaké explozi. Obecně vyrobeno ze silikonu.
pracovní princip
Kyslík ve vodě musí projít membránou a dostat se na povrch katody, než může být redukován elektrodou. Kyslík proto potřebuje překonat určitý odpor, než difunduje k povrchu katody, z nichž nejdůležitější jsou odpor kapalného filmu v blízkosti filmu a odpor samotného filmu. U elektrod typu galvanických článků je velmi důležité, aby hlavní odpor dopadal na film, to znamená, že odpor filmu byl mnohem větší než odpor tekutého filmu, takže vliv změn odporu způsobených průtok měřené kapaliny na difúzi kyslíku může být minimalizován. . Proto je ze vzorce (1) vidět, že měření kyslíku je v podstatě měřením rychlosti difúze kyslíku.
IS {{0}}} N FA (Pm/dm)P0 (1)
Ve vzorci je IS výstupní proud, N je počet elektronů získaných redukcí kyslíku, F je Faradayova konstanta, A je povrch katody, Pm je difúzní koeficient plastové fólie, dm je tloušťka filmu a P0 je parciální tlak kyslíku v měřené kapalině. .
Na základě tohoto principu by se při měření DO ve viskózní fermentační půdě měly elektrody typu galvanických článků snažit použít silnější film, který může snížit změnu odporu tekutého filmu a tím snížit kolísání výstupního proudu. U polarografických elektrod nemá pohyb tekutiny žádný vliv na výstup elektrody.
Opatření
Ve skutečnosti elektroda měřiče rozpuštěného kyslíku neměří koncentraci rozpuštěného kyslíku, ale aktivitu kyslíku nebo parciální tlak kyslíku. Ke kalibraci 100% a nulových bodů se obvykle používá vzduch nebo dusík bez obsahu kyslíku. Skutečnou koncentraci rozpuštěného kyslíku v kapalině lze určit chemicky.
