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我們都知道pH電極和DO電極是上游工藝中常見的控制參數(shù)，其精準(zhǔn)度對(duì)于工藝過(guò)程非常重要，由于電極本身工作原理限制，通常是保養(yǎng)中頻次最高，最需要關(guān)注的傳感器。本期內(nèi)容從原理出發(fā)，探討pH和DO電極的維護(hù)和保養(yǎng)。

我司主營(yíng)歐美進(jìn)口ph電極的品牌有：德國(guó)Burkert寶德pH電極8203型Unitrode Plus pH120 560376，418319，552041。德國(guó)E+H ph電極CPS11D-7BA21現(xiàn)貨多，CPS11D-7BA2G，CPS11D-7BT21，CPS11D-7BT2G 。梅特勒托利多(METTLER TOLEDO)pH電極InLab Expert GO-ISM PH:0-14 含1.8m電纜等。ABB PH電極 TB556J1 E00T30 3KTC。 

Burkert pH電極8203型560376，418319，552041到貨，E+H ph電極CPS11D-7BA21實(shí)物圖：

pH 電極的維護(hù)與保養(yǎng)

 

pH玻璃電極為何要活化？如下圖所示，pH玻璃電極由特殊成份構(gòu)成的對(duì)氫離子敏感的球泡狀玻璃膜組成，球泡內(nèi)充滿氫離子濃度恒定的內(nèi)溶液：pH為7的水溶液，內(nèi)溶液與玻璃膜間形成一層內(nèi)凝膠層。測(cè)量時(shí)，玻璃膜與待測(cè)液（外溶液）接觸，也形成了一層外凝膠層。凝膠層中的氫離子和溶液中的氫離子在玻璃膜的兩側(cè)發(fā)生持續(xù)的交換。這種離子交換由兩種溶液的氫離子濃度控制。

如果內(nèi)、外溶液的氫離子濃度相同，則在溶液中的氫離子與凝膠層中的氫離子達(dá)到平衡后，離子交換停止。因此，膜玻璃的兩側(cè)具有相同的電位，電位差為0 mV：圖中綠色部分。如果內(nèi)、外溶液之間存在氫離子濃度的差異，則玻璃膜的內(nèi)外兩側(cè)之間會(huì)產(chǎn)生電位差，這與內(nèi)、外溶液之間的pH差成正比：圖中紅色及藍(lán)色部分。玻璃膜本身是導(dǎo)電性的，就能夠測(cè)得電位。

凝膠層的厚度和組成決定了玻璃電極的響應(yīng)時(shí)間和特征斜率。因此，凝膠層對(duì)電極的性能至關(guān)重要。如果沒有凝膠層，就無(wú)法進(jìn)行pH測(cè)量。而凝膠層需要1至2天才能wan全發(fā)育。因此，測(cè)量電極需要在使用前活化。

 

▲pH電極結(jié)構(gòu)組成及檢測(cè)原理

pH電極校正前的保養(yǎng)與維護(hù)：觀察pH電極玻璃膜球泡內(nèi)頂部是否充滿液體或有氣泡應(yīng)輕輕甩動(dòng)電極使球泡內(nèi)充滿液體,沒有氣泡；可先在酸性緩沖液( pH4.00 )中浸泡數(shù)分鐘,然后在中性緩沖液( pH6.86或7.00等)中浸泡數(shù)分鐘。然后再開始校準(zhǔn)；沖洗電極后只能用柔軟的紙巾吸干水分,切勿摩擦pH敏感膜。

pH電極的日常維護(hù)保養(yǎng)：一般性污染，用水、0.1mol/L Na0H或0.1mol/L HCl清洗電極數(shù)分鐘；油脂或有機(jī)物污染:用丙酮或乙醇清洗電極數(shù)秒鐘；硫化物污染(隔膜發(fā)黑)或蛋白質(zhì)污染(隔膜發(fā)黃) ，從電極廠商購(gòu)買專用清洗液處理。

電極較長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)應(yīng)按要求保存在合適的液體中。電極不能長(zhǎng)期干放,不能在表面附有干燥介質(zhì)時(shí)貯存電極；干放的電極應(yīng)先放在合適的保存液中活化后才能使用。一般在pH4的緩沖液或3MHCl (或飽和KC1)中活化。電極不可放在蒸餾水中保存。

pH電極的定期保養(yǎng)或校正：采用pH電極專用模擬器代替pH電極檢查整個(gè)pH檢測(cè)與控制系統(tǒng)的好壞。

極譜式DO電極的維護(hù)與保養(yǎng)

 

極譜DO電極為何要極化？如下圖所示，當(dāng)DO電極接上電極線，開機(jī)通電后，通過(guò)氧分壓滲透過(guò)電極膜的氧分子會(huì)在陰極頂端進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，將此電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的mA電流的電信號(hào)，表示DO濃度。

 

▲DO電極結(jié)構(gòu)組成及檢測(cè)原理

DO電極剛連接到反應(yīng)器控制器，需要一個(gè)穩(wěn)定時(shí)間（30分鐘至24小時(shí)），才能準(zhǔn)確測(cè)量。因?yàn)槲词褂肈O電極，在斷電期間，通過(guò)膜擴(kuò)散進(jìn)入至電解液內(nèi)的氧氣必須首先被陰極消耗（氧化還原），所以極化是必要的。

哪些情況探頭需要進(jìn)行極化？探頭第一次使用，極化6小時(shí)以上；更換電極膜或電解液,極化6小時(shí)以上；反應(yīng)器控制器斷電，或探頭與電纜線斷開，極化時(shí)間見下表，DO探頭的極化方式：通過(guò)電纜線將DO電極與反應(yīng)器控制器連接，通電后探頭即開始極化。

DO電極極化所需時(shí)間表▼

 

DO電極校準(zhǔn)注意事項(xiàng)：校準(zhǔn)介質(zhì)可以是空氣或飽和介質(zhì)；如果以空氣為校準(zhǔn)介質(zhì),將探頭放在空氣中,擦干電極膜上的水跡,待讀數(shù)穩(wěn)定后即可開始校準(zhǔn)。在發(fā)酵過(guò)程中，一般是以飽和介質(zhì)為校準(zhǔn)介質(zhì)。在實(shí)消后、接種前、攪拌開至最大、通最大量飽和空氣時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)；探頭校準(zhǔn)前必須充分極化。

DO電極的常規(guī)維護(hù)：電極膜更換：響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，甚至無(wú)法校準(zhǔn)；長(zhǎng)時(shí)間使用后的老化，空氣中的電流（斜率）異常；機(jī)械損壞，或漏電解液。電解液更換：電極長(zhǎng)時(shí)間不使用，例如數(shù)個(gè)月；長(zhǎng)時(shí)間使用后的老化，空氣中的電流（斜率）異常。

DO電極定期保養(yǎng)或校正：采用溶氧電極專用模擬器代替溶氧電極檢查整個(gè)溶氧檢測(cè)與控制系統(tǒng)的好壞。

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