Composants partiels et introduction d'électrodes de compteur d'oxygène dissous
Structure d'électrode de compteur d'oxygène dissous : généralement composée de cathode, d'anode, d'électrolyte et de film plastique.
Électrolyte : La formule de l'électrolyte est généralement considérée comme confidentielle et n'est pas facilement divulguée par les commerçants. La préparation de l'électrolyte est très particulière et nécessite l'utilisation d'eau exempte d'ions. Certains ions polluants affecteront sérieusement les performances de l'électrode. Les réactifs pharmaceutiques utilisés doivent être au minimum de qualité AR. Les électrolytes utiles comprennent le KOH ; KCl, Pb(AcO)2 et autres sondes de capteur d'humidité, tubes chauffants électriques en acier inoxydable, capteurs PT100, électrovannes fluides, radiateurs en fonte d'aluminium et anneaux chauffants.
Film : On utilise généralement du polytétrafluoroéthylène (F4) ou un copolymère polytétrafluoroéthylène-polyhexafluoropropylène. Le chlorure de polypropylène a également été utilisé. Le film de polyéthylène a une haute perméabilité à l’oxygène et une faible perméabilité au CO2.
Réponse de l'électrode Notre analyse simple des performances de l'électrode montre que la réponse de l'électrode est liée à la constante de l'électrode, k : k=π2D/d2. D est le coefficient de diffusion du film et d est l'épaisseur du film.
Plus K est grand, plus la réponse est rapide. Bien entendu, la structure de l’électrode affectera grandement ses performances.
membrane de compensation de pression
Les électrodes utilisées dans la cuve sont généralement équipées de membranes de compensation de pression, et les électrodes utilisées dans les petites cuves de fermentation en verre adoptent généralement le type à pores équilibrés. Le poids de la membrane de compensation de pression est nécessaire pour faire face à la dilatation thermique de l'électrolyte lors d'une explosion à haute pression. Généralement en silicone.
principe de fonctionnement
L'oxygène contenu dans l'eau doit traverser la membrane et atteindre la surface de la cathode avant de pouvoir être réduit par l'électrode. Par conséquent, l’oxygène doit surmonter une certaine résistance avant de diffuser à la surface de la cathode, dont les plus importantes sont la résistance du film liquide proche du film et la résistance du film lui-même. Pour les électrodes de type cellule galvanique, il est très important que la résistance principale tombe sur le film, c'est-à-dire que la résistance du film soit bien supérieure à la résistance du film liquide, de sorte que l'impact des changements de résistance provoqués par le le débit du liquide mesuré lors de la diffusion d'oxygène peut être minimisé. . Par conséquent, il ressort de la formule (1) que mesurer l’oxygène consiste essentiellement à mesurer le taux de diffusion de l’oxygène.
EST {{0}} N FA (Pm/dm)P0 (1)
Dans la formule, IS est le courant de sortie, N est le nombre d'électrons obtenus en réduisant l'oxygène, F est la constante de Faraday, A est la surface cathodique, Pm est le coefficient de diffusion du film plastique, dm est l'épaisseur du film , et P0 est la pression partielle d'oxygène dans le liquide mesuré. .
Sur la base de ce principe, lors de la mesure du DO dans un bouillon de fermentation visqueux, les électrodes de type cellule galvanique doivent essayer d'utiliser un film plus épais, ce qui peut réduire le changement de résistance du film liquide et ainsi réduire la fluctuation du courant de sortie. Pour les électrodes polarographiques, le mouvement du fluide n'a aucun effet sur le rendement de l'électrode.
Précautions
En fait, l'électrode du compteur d'oxygène dissous ne mesure pas la concentration en oxygène dissous, mais l'activité de l'oxygène ou la pression partielle de l'oxygène. De l'air ou de l'azote sans oxygène est généralement utilisé pour calibrer les points 100 % et zéro. La véritable concentration d’oxygène dissous dans un liquide peut être déterminée chimiquement.
