溶解氧电极
生物制药溶解氧电极
生物制药溶解氧电极
生物制药溶解氧电极是一种用于测量生物发酵过程中溶解氧（DO）含量的传感器设备。
它主要由电极探头、温度补偿电路、信号转换电
路和数据显示设备四个部分组成。
电极探头的主要材质是氧敏感材料，如铂，它具有优异的氧化还
原性能。
在测量时，电极探头浸泡在发酵液中，通过氧化还原反应分
别在阳极和阴极上产生电流，以此来测量溶解氧含量。
温度补偿电路
可以确保电极探头在不同的温度下测量出来的溶解氧含量是精确的。
信号转换电路将电极探头所测得的电信号转换成数字信号，以此来读
取溶解氧含量。
数据显示设备则将数字信号显示在显示屏上，以供用
户读取。
生物制药溶解氧电极是生物制药过程控制中重要的工具之一，能
够实时、准确地测量发酵液中的氧含量，帮助生产人员及时调节溶解
氧含量，保证发酵过程的顺利进行。
同时，由于电极探头和温度补偿
电路采用了特殊的材料，使得电极具有很好的耐用性、稳定性和抗腐
蚀性，可大大延长其使用寿命。
溶氧电极的使用与维护
溶氧电极的使用与维护溶氧电极是一种用来测量水中溶解氧含量的传感器。
它采用了与溶解氧发生氧化还原反应的工作电极和参比电极来测量溶解氧的浓度。
下面将详细介绍溶氧电极的使用与维护。
一、使用溶氧电极的步骤：1.准备工作：在使用溶氧电极之前，需要将工作电极和参比电极放入含有标准溶液中进行校准，以确保准确测量。
2.安装电极：将溶氧电极安装在测量容器中，确保电极与待测液体充分接触。
3.开始测量：将电极与测量仪器连接，在仪器上设置相关参数，如温度校准、溶氧单位、测量时间等，并开始测量。
4.清洁电极：使用完毕后，应将电极从测量容器中取出，并使用纯净的水进行冲洗，以去除附着在电极上的杂质。
二、溶氧电极的维护：1.防止干燥：溶氧电极是一种易受干燥影响的传感器，因此在存放和使用电极时应注意避免干燥。
当电极不使用时，可以将其放入含有一定浓度的保湿液中，以防止干燥。
2.温度补偿：溶氧电极的测量结果受温度的影响较大，因此在使用电极进行测量时，应使用温度补偿功能进行校准，以提高测量的准确性。
3.定期校准：为了确保测量结果的准确性，溶氧电极应定期进行校准。
校准时使用标准溶液，按照仪器的说明书进行操作。
4.清洗保养：当电极使用一段时间后，容易受到水中杂质的污染和氧化，从而影响测量结果。
因此，定期对电极进行清洗和保养是必要的。
清洗时可以使用适当的清洗液，或者根据电极的材质和使用情况选择适当的清洗方法。
5.避免暴露在有害物质中：溶氧电极的工作原理决定了其对于有害物质比较敏感。
因此，在使用电极时应避免将其暴露在含有酸、碱、盐和有毒物质的溶液中，以免损坏电极。
总之，正确使用和维护溶氧电极是确保其正常工作和准确测量溶解氧含量的关键。
只有定期校准、保养以及注意防止干燥和暴露在有害物质中，才能使溶氧电极的使用寿命更长，并且保持较高的测量精度。
溶氧电极标定
溶氧电极标定溶解氧电极是一种用于测量水体或其他液体中溶解氧浓度的电化学传感器。
为了确保溶解氧电极的准确性和可靠性，定期进行校准是非常重要的。
以下是一般情况下溶解氧电极的校准步骤：材料准备：溶解氧电极校准液（通常是两种已知浓度的溶解氧标准溶液，例如空气饱和水和零氧水）温度计清洁的棉签或布校准步骤1、准备校准液：选择合适的溶解氧校准液，通常包括100%饱和的溶解氧校准液和0%溶解氧校准液。
这些校准液可以在市场上购买到，确保其浓度和质量符合实验要求。
2、检查电极状态：检查溶解氧电极的状态，包括电极头是否清洁，是否有损伤或污染。
如果电极头有污染，应该先用合适的清洁液进行清洗，然后用纯水冲洗干净。
3、进行零点校准：将溶解氧电极浸入0%溶解氧校准液中，确保电极头完全浸没，并搅拌液体，使其充分接触。
等待一段时间，直到电极稳定并记录下电极读数。
4、校正零点：根据电极读数和校准液的浓度，使用校准装置或仪器上的相关功能，进行零点校正。
通常，校准装置会根据读数和校准液浓度之间的偏差，自动进行零点修正。
5、进行满量程校准：将溶解氧电极浸入100%饱和的溶解氧校准液中，确保电极头完全浸没，并搅拌液体，使其充分接触。
等待一段时间，直到电极稳定并记录下电极读数。
6、校正满量程：根据电极读数和校准液的浓度，使用校准装置或仪器上的相关功能，进行满量程校正。
通常，校准装置会根据读数和校准液浓度之间的偏差，自动进行满量程修正。
7、温度补偿：溶解氧浓度与温度有关，因此在校准溶解氧电极时，应该进行温度补偿。
根据实际应用情况，可以根据校准液的温度和电极读数，使用校准装置或仪器上的温度补偿功能，进行相应的修正。
8、校准记录：在完成校准后，应该记录下校准液的浓度、电极读数、校准时间和温度等信息，以便后续的数据分析和比对。
9、检验校准结果：校准完成后，可以使用已知溶解氧浓度的样品进行验证，以确保电极的测量结果准确可靠。
10、定期校准：溶解氧电极的性能可能会随时间而变化，因此建议定期进行校准，以保持电极的准确性和可靠性。
溶解氧电极的简明原理
型号:GD-100,DO-680P,680P厂商:HOTEC溶氧(DO)电极的结构原理及溶解氧(DO)电极的使用.溶氧电极:溶氧（DO）是溶解氧（Dissolved Oxygen）的简称,是表征水溶液中氧的浓度的参数溶氧电极是一种基于极谱原理的测定溶解在液体中的氧的电流型电极。
1.溶氧电极的分类:测定DO的方法有多种：如化学Winkler法，电极方法，质谱仪等。
这里主要介绍电极方法。
溶氧电极最早是由Clark（1956）发明的。
它是由一透气薄膜复盖的电流型电极。
DO电极可分为两类：原电池（Galvanic）型和极谱（Polargrafic）型。
2. DO电极测定原理:原电池型.一般由贵金属，如白金、金或银构成阴极；由铅构成阳极。
在电解质如KCl 或醋酸铅存在下便形成PbCl2或Pb（AcO）2。
原电池型电极无需外加电压。
极谱（Polargrafic）型电极需要外加0.6-0.8V的极化电压。
一般由贵金属，如白金或金构成阴极；由银构成阳极。
极谱型电极需外加一恒定的电压0.7V。
电解质参与了反应，因此，在一定的时间间隔必须补充电解质极谱型DO电极。
极谱型:电极一般寿命较长，但价格较贵。
输出电流相差数量级。
电极响应时间一般为90S。
用来测定Kla或过渡现象似乎较困难。
有些电极的响应可以做到30以下。
3. DO电极结构一般由阴极、阳极、电解质和塑料薄膜构成，阴极一般阴极材料的要求很高，如白金或银度在99.999%以上。
原电池型电极原电池型电极的表面要求平面光滑，其面积大小与还原电流成正比。
一般直径采用5-10mm。
其还原电流在28℃时为5-25μA,因此，不用专门的电子放大器便可通过串联一电位直接接到全程5或10mV的自动电位差记录仪上。
极谱型电极极谱型电极的阴极表面做得很小，一般其直径在1-50μm的范围，形成的还原电流在nA级，因此，需要专门的电子放大装置。
阳极原电池型的阳极材料同样要求很高，纯度在99.999%以上。
溶解氧电极保护液
溶解氧电极保护液
溶解氧电极保护液是一种专门用于维护和保存溶解氧（DO）电极的化学溶液，以延长电极的使用寿命并确保测量结果的准确性。
溶解氧电极是一种用于测量水中溶解氧浓度的传感器，广泛应用于环境监测、污水处理、水产养殖等领域。
在使用和维护溶解氧电极时，需要注意以下几点：
1. 定期清洗：为了确保电极的准确性和稳定性，需要定期对电极进行清洗。
清洗时，可以使用软布或棉签轻轻擦拭电极表面，去除附着的污垢和生物膜。
同时，避免使用具有腐蚀性的化学试剂，以免损坏电极。
2. 使用保护液：在不使用电极时，需要将其浸泡在专用的保护液中。
保护液可以有效地防止电极干裂、老化，以及微生物的滋生。
此外，保护液还可以保持电极内部的湿度，有利于延长电极的使用寿命。
3. 储存条件：在储存溶解氧电极时，应避免阳光直射和高温环境，以免影响电极的性能。
同时，确保电极储存在干燥、通风良好的环境中，避免潮湿和污染。
4. 定期校准：为了保证测量结果的准确性，需要定期对溶解氧电
极进行校准。
校准过程中，应按照说明书的要求，使用标准溶液进行操作。
如有必要，可以联系专业人员进行校准和维护。
5. 及时更换：溶解氧电极在使用过程中，可能会出现性能下降、响应速度变慢等现象。
这时，应及时更换新的电极，以确保测量结果的准确性。
总之，通过以上措施，可以有效地保护和维护溶解氧电极，延长其使用寿命，并确保测量结果的准确性。
在实际应用中，应根据具体情况制定相应的维护计划，确保电极始终处于良好的工作状态。
极谱式溶解氧电极原理
极谱式溶解氧电极原理溶解氧（Dissolved Oxygen，简称DO）是指水中溶解在其中的氧气分子数量。
对于许多生态系统和生物过程来说，溶解氧的浓度是一个重要的环境参数。
因此，测量和监测溶解氧浓度的方法及工具就显得尤为重要。
极谱式溶解氧电极是一种常用来测量溶解氧浓度的电化学仪器。
它是根据氧气在电极表面的还原和氧化反应而工作的。
以下将系统介绍极谱式溶解氧电极的原理。
1. 极谱式溶解氧电极的结构极谱式溶解氧电极由工作电极、参比电极和测量电路组成。
工作电极通常由银（Ag）电极或金（Au）电极制成，银电极较为常用。
参比电极则使用饱和甘汞电极或银-氯化银电极。
两个电极之间的电位差由电路进行测量和调节。
2. 极谱式溶解氧电极的工作原理极谱式溶解氧电极基于物质在电极表面的还原和氧化反应。
当该电极浸入含有溶解氧的水样中时，溶解氧分子会与电极表面的氧化物发生氧化反应，生成氧离子（O2-）。
同时，电极表面的还原物质也会与水中的氧气分子发生还原反应，生成氧化物。
两种反应同时进行，达到了动态平衡。
3. 极谱式溶解氧电极的测量原理根据法拉第第二定律，氧气与还原物质的反应速率与两者之间的浓度成正比。
测量的原理就是基于这个定律进行的。
测量仪器会将电流通过工作电极和参比电极之间，触发氧化和还原反应。
通过测量电流的大小，可以推断出溶解氧的浓度。
当水样中的溶解氧浓度较高时，氧离子的生成速率也较高，电流也就较大。
反之，溶解氧浓度较低时，电流较小。
4. 极谱式溶解氧电极的注意事项在使用极谱式溶解氧电极时，我们需要注意以下几点：- 保持电极表面的洁净，避免任何污物沉积。
- 定期校准仪器，以确保测量结果的准确性。
- 避免电极与金属物质接触，以免引起电化学反应。
- 控制测量过程中的温度和湿度，因为这些因素可能会影响电极的性能。
- 根据使用情况和厂家要求，定期更换电极。
总结起来，极谱式溶解氧电极利用物质在电极表面的还原和氧化反应，测量溶解氧浓度。
溶解氧电极结构原理
溶解氧电极结构原理溶氧电极：溶氧（DO）是溶解氧（Dissolved Oxygen）的简称，是表征水溶液中氧的浓度的参数溶氧电极是一种基于极谱原理的测定溶解在液体中的氧的电流型电极。
1. 溶氧电极的分类测定DO的方法有多种：如化学Winkler法，电极方法，质谱仪等。
这里主要介绍电极方法。
溶氧电极最早是由Clark（1956）发明的。
它是由一透气薄膜复盖的电流型电极。
DO电极可分为两类：原电池（Galvanic）型和极谱（Polargrafic）型。
2. DO电极测定原理原电池型：一般由贵金属，如白金、金或银构成阴极;由铅构成阳极。
在电解质如KCl或醋酸铅存在下便形成PbCl2或Pb（AcO）2。
原电池型电极无需外加电压。
极谱（Polargrafic）型电极需要外加0.6-0.8V 的极化电压。
一般由贵金属，如白金或金构成阴极;由银构成阳极。
极谱型电极需外加一恒定的电压0.7V。
电解质参与了反应，因此，在一定的时间间隔必须补充电解质极谱型DO电极。
极谱型：电极一般寿命较长，但价格较贵。
输出电流相差数量级。
电极响应时间一般为90S。
用来测定Kla或过渡现象似乎较困难。
有些电极的响应可以做到30以下。
3. DO电极结构一般由阴极、阳极、电解质和塑料薄膜构成，阴极一般阴极材料的要求很高，如白金或银度在99.999%以上。
原电池型电极原电池型电极的表面要求平面光滑，其面积大小与还原电流成正比。
一般直径采用5-10mm。
其还原电流在28℃时为5-25μA，因此，不用专门的电子放大器便可通过串联一电位直接接到全程5或10 mV的自动电位差记录仪上。
极谱型电极极谱型电极的阴极表面做得很小，一般其直径在1-50μm的范围，形成的还原电流在nA级，因此，需要专门的电子放大装置。
阳极原电池型的阳极材料同样要求很高，纯度在99.999%以上。
一般阳极作成圆筒状，其表面积需阴极面积大数十倍，这对极谱型电极容易做到，故它可以做得较小。
溶氧电极溶氧电极安全操作及保养规程
溶氧电极安全操作及保养规程背景溶氧电极是一种用于测量水体或液体中溶解氧含量的传感器。
其原理是通过检测电极表面与液体中溶解氧发生的电化学反应来计算氧气浓度。
为了保证电极的准确度和使用寿命，需要进行正确的操作和保养，本文将介绍溶氧电极的安全操作和保养规程。
安全操作规程选择合适的溶氧电极选择合适的溶氧电极是保证测量准确度的第一步。
不同类型的电极适用于不同的水质和环境条件，因此应根据使用环境来选择合适的电极。
使用正确的防护措施1.在使用溶氧电极前，需要检查其是否完好无损。
如发现有损坏或者老化现象，应及时更换。
2.操作过程中需要穿戴防护手套、护目镜等防护装备，特别是当溶解氧含量高时需格外注意氧气爆炸和毒性气体的风险。
3.操作结束后，应将电极清洗干净并存放在专门的盒子中。
不要放置在阳光暴晒或者易受到震动的地方。
正确安装和使用1.在使用前，应仔细阅读产品的说明书，并在遵守使用前提条件的情况下，按照说明书的步骤正确安装和使用电极。
2.在使用过程中，应保证测量液体的温度和压力在规定范围内。
3.不要将电极浸泡在酸性或者碱性液体中超过规定时间，以免电极受损。
4.在测量干净的水时，一定要注意水中是否有微小的空气泡，因为气泡会降低水的溶解氧含量，影响测量结果。
正确的数据处理方法1.在完成测量之后，应根据使用的仪器类型和生产厂商的要求，正确处理取得的数据。
2.如果测量值与标准值出现偏差，则需要仔细检查仪器和环境的条件，以及操作是否正确。
保养规程定期校正定期校正可以提高测量准确度和确保电极的稳定性。
校正的时间和频率应由厂商指定，并根据实际使用情况进行调整。
清洗电极在使用过程中，由于环境的污染和电极和液体接触的化学反应，电极表面容易积聚各种物质，影响传感器的灵敏度和准确性。
因此，定期清洗电极是保证其正常工作的必要措施。
小心处理电极在使用和清洗电极过程中，不要存在较强的冲击或者摩擦环境，因为这样会使电极损坏。
注意电极的储存方式在长时间存放前，应将电极浸泡在适当的保养液中，并按照电极生产厂家的要求，存放在干燥且温度适宜的储存条件下。
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溶解氧探头标准检验方法
以下验证过程均依据D888-05《Standard Test Methods for Dissolved Oxygen in Water》、
《水中溶解氧—荧光溶解氧LDO》、《溶解氧（DO）水质自动分析仪的技术要求》
1、 范围
适用于地表水、工业废水和市政污水的溶解氧探头的技术要求和性能指标，用于该类仪器的研制生产和性能检验。
2、 电极
水质—溶解氧的测定—荧光法
3、溶解氧定义及电极检测原理
在新的溶解氧光学测定技术的基础上，人们发展了一种新的测定方法，可以消除传统电化学测定方法与工艺上的不足。
新的溶解氧光学测定原理是荧光的物理发生，也就是某些特定物质（荧光体）在非热致的激发条件下发光。
电极由两部分构成，如图3.1所示。
包含荧光体物质的传感器帽置于透明载体中。
传感器体包括红蓝发光二极管，和一个光敏二极管和电子分析单元。
使用时传感器帽旋于传感器体上并浸没与水中。
这样待测样品中的氧气分子与荧光体直接接触。
图3.1 荧光溶解氧传感器
测试过程中蓝色发光二极管发射光脉冲，光透过透明载体把一部分辐射能量传递给载体。
荧光体的电子因此从基态跃迁的高能量水平，并通过不同的中间水平回到低能态（时间在微妙内），这里能量差异以红色辐射的形式释放出来。
（如图3.2所示）
图3.2 荧光传感器工作原理
如果氧气分子与荧光体接触：
他们可以吸收高能态电子的能量，可能使电子回到基态而没有辐射释
放。
随着氧气含量的曾加，这个过程会造成红色辐射强度降低。
他们引起荧光体的震动，从而使电子更快的离开高能态。
因而红色辐射的生命周期被缩短。
两个方面都可以用淬灭概括，如图3.4所示。
蓝色发光二极管在t=0时刻的光脉冲激发荧光体，使之立刻发出红光。
红色辐射的最大强度
（I max）和衰减时间取决于周围的氧浓度。
（这里，衰减时间定义为从激发到红色辐射减弱为最大强度的1/e的时间间隔）。
图3.4 蓝色激发辐射和红色激发辐射的强度
图中：Intensity normalised：归一化光强
Exitation Pulse：激发脉冲
Emission profile：发射强度曲线
Without O2：无溶解氧
With O2：有溶解氧
Time：时间
μs：微妙
为了测定氧浓度，就要分析红色辐射的生命周期，这样，氧浓度测
定就简化为纯粹的对时间的物理测定。
传感器通过探针中的红色发光二极管校对。
每次测定之前，红色发光二极管发射已知特性的光束，
被荧光体反射并通过整个光学系统，从而可以及时检测到测定系统的改变。
选自《水中溶解氧—荧光溶解氧LDO》
4. 溶氧标准溶液
4.l 无氧水（零标液）：
配制250ml的5%亚硫酸钠（Na2SO3）溶液，可加入适量的氯化钴（CoCl2）做催化剂。
4.2饱和溶解氧环境（量程液）：
用蒸馏水冲洗透气膜，并甩干水分，静置在空气中（≥3分钟）等待控制器显示稳定。
b) 取水样300~500毫升，在相对稳定温度下充气至少15分钟。
当校正时将探棒放入水中且必须同时进行搅拌（至少60转每分钟）。
如表1所示：
表1 氧在不同温度和氯化物浓度的水中饱和含量表（气压
S
101.3kPa压力下，纯水中含有带饱和水蒸汽的空气时含氧量为20.94%（V/V）。
2）氧在水中的溶解度随含盐度的增加而降低，其关系呈线性关系，实际上水的含量可高达35g/L，含盐量以每升水中含多少克盐表示之，表中所列的ΔC S是进行校正时每升每克盐浓度要减去的数值。
因此氧在含有ng/L盐的水中的溶解度，要用对应的纯水的氧溶解度减去nΔC S的数值便可求得。
4. 性能要求及检验方法
5.1当检验时，溶解氧电极参数必须满足表2的性能要求。
表2 溶解氧自动分析仪的性能指标
项目性能试验方试验结
法果
重复性误差±0.3mg/L 5.2.4.1
零点漂移±0.3mg/L 5.2.4.2
量程漂移±0.3mg/L 5.2.4.3
响应时间 2 min 以内 5.2.4.5
±0.3mg/L 5.2.4.6
温度补偿精
度
MTBF≥720 h/次 5.2.4.7
±0.3mg/L 5.2.4.8
实际水样比
对试验
电压稳定性指示值的变动在
5.2.4.9
±0.3mg/L
绝艳阻抗 5 MΩ 5.2.4.10
5.2检验方法
5.2.1试验条件：
a.环境温度在10~40℃之间的任意温度下，试验期间的温度变化在±5℃/d以内。
b.相对湿度在（65±20）%以内。
c.电压机箱（220±20）V 电极（12±2）V。
d.电源频率规定的频率（50±0.5）Hz。
e.流速制造商规定的流速。
f.标准液温度（25±2）℃。
5.2.2 实验准备
预先将电极浸入水中浸泡12h后，与整机连接。
仪器通电，至试验开始前仪器预热
30min以上，是个部分和上位机显示单元趋于稳定。
在电极受沾污情况下，必要时应
采用洗涤剂、0.01mol/L盐酸等洗涤后，用流水充分洗净。
5.2.3 校正
校正的操作流程如下：
a.将电极放置于空气中，点击上位机相应标定按钮。
多次操作a流程，使显示值接近真实值，误差在±0.25mg/L以内。
5.2.4 性能试验
5.2.4.1重复性误差
在5.2.1的试验条件下，将电极浸入量程校正液，在磁搅拌器搅拌的同时，
连续测定6次，记录个次测定值，计算相对标准偏差。
5.2.4.2零点漂移
采用零点标准液，利用该短时间内的初期零值（最初三次测定值得平均值），
连续测定24h。
与初始值进行比较，计算该时间内的最大变化幅度与零值之
差相对于量程值得百分率。
5.2.4.3量程漂移
采用量程校正液，于零点漂移试验的前后，在磁搅拌器搅拌的同时，分别测
定3次，计算平均值。
由零点漂移成分后的变化幅度，计算相对于量程值百
分率。
5.2.4.4响应时间
将电极从量程校正液移入零点校正液中，记录测定显示值达到1mg/L时所
需要的时间。
5.2.4.6温度补偿精度
分别在（20±0.5）℃和（30±0.5）℃时，配置饱和溶解氧溶液。
将电极分
别浸入上述溶液中，在磁搅拌器搅拌的同时，读取各自的指示值（mg/L）。
分别测定上述溶液的温度（准确至±1℃），根据测定结果求出与表1中饱
和溶解氧浓度之差。
5.2.4.7 MTBF （平均无故障运行时间）
采用实际水样，连续运行2个月，记录总运行时间（h）和故障次数（次），
计算平均无故障运行时间（MTBF）≥ 720h/次。
（该指标可在现场考核）。
5.2.4.8实际水样比对试验
选择5种或5种以上的实际水样，分别用本设备与国标方法（GB11894-89）
对每种水样的高、中、低三种浓度水平进行对比实验，每种水样在高、中、
低三中浓度水平下的对比实验次数分别不少于15次，计算该种水样相对误
差绝对值的平均值（A）。
比对实验过程应保证本设备和国标方法测试水
样的一致性。
式中：X n 第n次测量值。
B 水样以国标方法。
n 比对实验次数。
5.2.4.9电压稳定性
将电极浸入量程校正液中，在磁搅拌器搅拌的同时，在显示值稳定后，加上
高于或低于规定电压的10%的电源电压，读取显示值。
5.2.4.10绝缘阻抗
在正常情况下，在关闭本设备状态下，采用国家规定的阻抗计（直流500V
绝缘阻抗计）测量电源相与机壳（接地端）之间的绝缘阻抗。