Elektrode for oppløst oksygen

Følgende typer sensorteknologier for oppløst oksygen er tilgjengelige for laboratorie- og feltapplikasjoner:

a. Optisk elektrode for oppløst oksygen (InLab OptiOx)

b. Polarografisk elektrode for oppløst oksygen (InLab 605)

c. Elektrode for galvanisk oppløst oksygen (​​LE621​​)

En optisk DO-elektrode bruker et spesielt fargestoff innebygd i en membran på tuppen av sensoren (som vist i figuren). Dette fargestoffet kan eksiteres ved å absorbere blått lys som sendes ut internt av sensoren. Når det eksiterte fargestoffet går tilbake til grunntilstanden, fluorescerer det ved å sende ut rødt lys, som måles av en fotodetektor inne i sensoren. Når oksygenmolekyler er til stede på den ytre overflaten av membranen, kan de absorbere overskuddsenergien til det eksiterte fargestoffet. Ved å gjøre det, reduserer (slukker) de mengden fluorescens som når fotodetektoren. Jo mer oksygen som er tilstede i en prøve, jo mer fluorescensslukking, og jo lavere målt signal. Sensoren inneholder også en rød lyskilde. Dette lyset eksiterer ikke fargestoffet og forårsaker dermed ikke fluorescens, men reflekteres bare av fargestoffet og måles av fotodetektoren. Det røde lyset brukes som referanse for å gjøre rede for en reduksjon i det detekterte lyset som ikke er relatert til oksygenslukking, f.eks. forfallet av fargestoffet eller temperaturavhengig følsomhet til detektoren. For mer detaljert informasjon, lær mer i den følgende videoen.
 

Elektroden har en sølvanode omgitt av en edelmetallkatode laget av gull eller platina. Disse elektrodene er polarisert av en konstant spenning, levert av instrumentet. Som en konsekvens får anoden en positiv ladning og katoden en negativ. KCl er elektrolytten og er omgitt av en membran som skiller den fra prøven. Når oksygen kommer inn i elektroden, reduseres oksygenmolekylene ved katoden for å danne hydroksidioner. Fordi polarisasjonspotensialet holdes konstant, øker oksygenreaksjonen det elektriske signalet. Denne effekten er proporsjonal med partialtrykket av oksygen i prøven. Elektroden bruker en kjemisk reaksjon der sølvanoden oksideres og forbrukes. Derimot er katoden edel og deltar ikke i reaksjonen. I stedet gir det en overflate hvor oksygen reduseres av elektroner som transporteres fra anoden gjennom ledningen.

Inneholder to elektroder der anoden vanligvis er laget av sink eller bly, mens katoden vanligvis er laget av sølv eller et annet edelmetall. Elektrodene er sammenkoblet med ledninger, slik at strømmen kan flyte mellom dem. Disse komponentene er omsluttet i en aksel, som er forseglet av en membran som er selektivt permeabel for oksygen (som vist i figuren). Elektrolytten må være vandig og alkalisk. Innføringen av oksygen i elektroden muliggjør en kjemisk reaksjon der anoden oksideres (donerer elektroner) og forbrukes.
I motsetning til dette er katoden edel og deltar ikke i reaksjonen: den eksisterer som en reaksjonsoverflate som oksygen reduseres på. Elektronene som transporteres fra anoden til katoden gjennom ledningen genererer en strøm, som kan måles i DO-måler. Jo mer oksygen som kommer inn i systemet, jo mer strøm genereres.
 

Derfor krever galvaniske sensorer ingen oppvarmingstid og er mer stabile ved et lavere nivå av oppløst oksygen enn polarografiske sonder. Tvert imot har polarografiske sensorer lengre levetid. For mer informasjon om arbeidsprinsippene til individuelle sensorer, se spørsmål 3 og 4 ovenfor.

a. Elektrokjemiske sensorer må kontrolleres for membranintegritet. I tillegg må det sikres at elektrolytten etterfylles på riktig måte, hvis elektrolyttpåfylling er aktuelt.
b. Når du bruker en polarografisk sensor, må riktig polarisering av sensoren sikres.
c. Optiske DO-sensorer for laboratoriebruk krever ingen forberedelse før de tas i bruk.

For standard oksygenmålinger er en 1-punkts kalibrering ved 100 % oksygenmetning (vannmettet luft) tilstrekkelig for mange bruksområder. For målinger med lav oksygenkonsentrasjon (under 10 % eller 0,8 mg/L) anbefales det å ha et andre kalibreringspunkt med en oksygenfri standardløsning (dette tilsvarer 0 % oksygenmetning). For dette formålet blir null-oksygentabletter oppløst i vann, for å eliminere alt oppløst oksygen i løsningen.

For de elektrokjemiske laboratoriets DO-sensorer er omrøring nødvendig fordi sensorene bruker oksygen under måling. Omrøringen bør gjøres med en konstant hastighet. I motsetning til elektrokjemiske sensorer, krever ikke optiske DO-elektroder omrøring fordi de ikke forbruker oksygen. For å redusere målingens varighet bør sensorspissen dykkes ned i prøven før målingen startes. Denne prosedyren vil tillate oksygenkonsentrasjonen og temperaturen å komme i likevekt. Luftbobler ved sensorspissen må unngås. Ellers vil også luftboblenes oksygenkonsentrasjon bli målt, noe som fører til falske resultater.  

• Generelle lagringstips:
  Etter en måling skal sensoren rengjøres med vann og tørkes av med en myk klut. Spesielt ved måling av biologiske prøver bør mikrobiologisk vekst nøye unngås . For optimal ytelse bør en sensor oppbevares i et trygt miljø ved temperaturer mellom 5 °C og 45 °C, raske temperaturendringer bør unngås.
  
  
• Galvanisk DO-sensor for laboratoriebruk
  For korttidslagring bør den skylles med avionisert vann og legges i en oppbevaringsløsning. For langtidslagring bør den også kortsluttes (for å forhindre forringelse på grunn av kontinuerlig selvpolarisering) og oppbevares på et kjølig sted.
  
  
• Polarografisk DO-sensor for laboratoriebruk:
  Unngå kravet om 6-timers polarisering under korttidslagring, det kan stå koblet til instrumentet. For langtidslagring bør det løsnes fra enheten fordi kontinuerlig polarisering redusere levetiden gradvis. Forutsatt at sensoren er fylt med indre elektrolytt og beskyttelseshetten er plassert over membranen, kan den lagres i flere måneder. Men for å bruke sensoren igjen etter mer enn 3 måneders lagring, bør elektrolytten skiftes ut. Hvis det er tiltenkt lagring i mer enn 6 måneder, bør elektrolytten fjernes.
  
  
• Optisk DO-sensor for laboratoriebruk:
  En optisk sensor bør oppbevares tørt. Sensorer med utskiftbar membranmodul bør byttes ut så snart sensoren viser tegn på redusert ytelse.

De fleste er IP67-sertifisert, noe som sikrer at hele det bærbare systemet tåler våte og krevende miljøer.

De fleste av DO-sondene for laboratoriebruk kommer med en integrert temperatursonde som hjelper til med å måle riktig temperatur på en prøve.

Absolutt, sensoren er utstyrt med glassfiberforsterket PPS-skaft og målemembran som er beskyttet av stålnetting, og er optimal for krevende bruksområder.

Biokjemisk oksygenbehov (BOD) representerer mengden oksygen som forbrukes av bakterier og andre mikroorganismer mens de bryter ned organisk materiale under aerobe forhold ved en spesifisert temperatur. BOD er en viktig parameter i vannbehandlingsanlegg som indikerer graden av organisk forurensning i vann. For å lære mer, kan du se vår guide dedikert til dette emnet: Biokjemisk oksygenbehov fra teori til praksis. Med SevenExcellence DO-måleren er det mulig å sette opp din egen BOD-bestemmelsesprosess på kort tid.

Ja, InLab OptiOx er perfekt utstyrt for måling av BOD. Den spesielle OptiOx BOD-adapteren gjør sensoren perfekt egnet for målinger i alle standard BOD-beholdere.

Nei, InLab OptiOx' robuste design og matchende tilbehør gjør den ideell for ulike bruksområder, både i laboratoriet og utendørs. OptiOx-beskyttelsesdekel i stål (som vist nedenfor) gir sensorbeskyttelse i tøffe miljøer. Det er lett i vekt, noe som betyr at det enkelt kan utvides til lavere målepunkter.