溶解氧電極的工作原理及技術發展

溶解氧電極作為生物發酵過程中關鍵的在線監測設備，其工作原理主要基于電化學檢測方法。

目前市場上主流的溶解氧電極可分為極譜式和原電池式兩種類型。極譜式電極采用三電極系統，包括工作電極（通常為金或鉑）、對電極和參比電極，在工作電極表面施加穩定的極化電壓（通常為-0.6至-0.8V），溶解氧透過選擇性透氣膜后在電極表面發生還原反應，產生的電流信號與溶解氧濃度成正比。

近年來，溶解氧傳感技術取得了進展。傳統電化學電極逐漸被基于熒光猝滅原理的光學傳感器所補充。光學傳感器利用特定熒光物質在氧分子作用下的熒光壽命變化來測定溶解氧濃度，具有無需極化、不受流速影響、維護簡單等優勢。

在發酵應用中，溶解氧電極面臨的主要技術挑戰包括：高溫滅菌（121℃、30分鐘）條件下的穩定性、長期運行的漂移控制、抗培養基污染能力等。現代電極采用特殊的膜材料（如PTFE復合膜）和固態電解質技術，使使用壽命延長至12-18個月。某大型氨基酸生產企業的對比數據顯示，采用新型電極后，校準周期從3天延長至2周，年維護成本降低40%。 溶氧電極向微型化、低功耗、高集成度方向發展，適配物聯網傳感器節點。湖北溶解氧電極采購

溶氧電極在實際應用中，需根據不同的場景和需求選擇合適的類型和規格。在實驗室研究中，可能更注重電極的測量精度和靈敏度，可選擇高精度的極譜型溶氧電極，并搭配專業的數據采集和分析設備。在大規模的工業生產中，除了考慮精度，還需關注電極的穩定性、耐用性以及維護的便捷性，以滿足長時間連續運行的需求。在野外環境監測中，則要選擇適應惡劣環境條件，如抗腐蝕、耐高低溫的溶氧電極，并配備可靠的電源和數據傳輸裝置 。微基智慧科技(江蘇)有限公司耐用溶解氧電極報價電極極化不足時，溶氧電極響應變慢，需提前接通電源預熱。

溶氧電極在生物修復受污染水體的過程中發揮著關鍵作用。在利用微生物修復受污染水體時，微生物的生長和代謝需要消耗氧氣，而水體中的溶解氧濃度直接影響微生物的活性和修復效果。溶氧電極可實時監測修復區域水體中的溶解氧含量，根據監測數據調整曝氣設備的運行參數，或添加適量的增氧劑，為微生物提供充足的氧氣，促進污染物的分解和轉化，加速水體的修復進程，改善水環境質量。溶氧電極的測量范圍也是一個重要參數。不同類型的溶氧電極具有不同的測量范圍，例如，一些用于實驗室研究的高精度溶氧電極，其測量范圍可能較窄，適用于對溶解氧濃度變化敏感且濃度范圍較小的實驗場景；而一些用于工業生產或環境監測的溶氧電極，測量范圍則相對較寬，能夠滿足不同環境下溶解氧濃度變化較大的測量需求。在實際應用中，需根據具體測量要求選擇合適測量范圍的溶氧電極，以確保測量結果的準確性和有效性。

在發酵行業，溶氧電極用于監測發酵液中的溶氧值（DO）。發酵過程中，微生物的生長和代謝活動需要消耗氧氣，不同階段對溶氧濃度有不同要求。溶氧電極可實時反饋發酵液中的溶氧情況，發酵工程師根據這些數據，調整攪拌速度、通氣量等參數，確保微生物在適宜的溶氧環境下進行發酵，提高發酵產物的產量和質量。例如在發酵中，精細控制溶氧濃度，可使的發酵單位大幅提高 。溶氧電極的使用壽命與維護保養息息相關。正確的使用和維護能夠延長電極的使用壽命，降低使用成本。如按照規定的操作流程進行安裝、校準和使用，避免電極受到碰撞、擠壓等物理損傷。定期檢查電極的膜是否有破損、污染，及時更換損壞或污染嚴重的膜。對于消耗性的陽極材料，在其損耗到一定程度時，及時進行更換。此外，將電極存放在適宜的環境中，如溫度在 - 10…60 °C，干放儲存并注意防潮，也有助于延長其使用壽命 。第三方檢測機構提供溶氧電極計量校準服務，保障數據合規性。

溶氧電極的結構組成決定了其性能與應用范圍。它一般由陰極、陽極、電解質和塑料薄膜構成。陰極作為反應的關鍵部位，對材料要求苛刻，像白金或銀的純度需達 99.999% 以上，且極譜型電極的陰極表面做得很小，直徑通常在 1 - 50μm 范圍，以形成微小的還原電流，這也意味著需要專門的電子放大裝置輔極多做成圓筒狀，表面積比陰極大數十倍，材料同樣要求高純度。電解質常見的有 KOH、KCl、醋酸鉛等，用于維持電極內部的電荷平衡。塑料薄膜如聚四氟乙烯（F4）或其共聚體，需具備耐高溫（＞200℃）、透氣性能好的特點，且膜的厚度有講究，一般在 0.01 - 0.05mm，膜對氧的高透性和對 CO? 的低透性對電極響應極為重要 。原位拉曼光譜結合溶氧電極，同步監測溶液成分與氧動態變化。江蘇耐消殺溶解氧電極訂購

溶氧電極市場需求隨環保法規趨嚴和工業智能化升級持續增長。湖北溶解氧電極采購

在大規模生物發酵生產中，改善溶氧電極水平均勻性對于提高發酵效率和產品質量至關重要，以下是優化攪拌轉速和通氣量這一方法的講解說明。1、以雙孢蘑菇為實驗菌種，采用 5L 自控式發酵罐培養研究溶氧控制條件（攪拌轉速和通氣量）對雙孢菇發酵過程的影響。結果表明，攪拌轉速和通氣量對雙孢菇的菌體生長和胞外多糖分泌具有顯明顯影響。得出較佳的培養條件為：溫度 25℃、攪拌轉速 160r/min、通氣量 0.9vvm，此條件下，培養 5d，菌體生物量多達 20.81g/L，胞外多糖產量多達 3.75g/L。2、在大規模生物發酵生產中，可以根據不同的發酵菌種和生產要求，優化攪拌轉速和通氣量，以提高溶氧水平的均勻性。湖北溶解氧電極采購