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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，其精準度對于工藝過程非常重要，由于電極本身工作原理限制，通常是保養中頻次最高，最需要關注的傳感器。本期內容從原理出發，探討pH和DO電極的維護和保養。

我司主營歐美進口ph電極的品牌有：德國Burkert寶德pH電極8203型Unitrode Plus pH120 560376，418319，552041。德國E+H ph電極CPS11D-7BA21現貨多，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實物圖：

pH 電極的維護與保養

 

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成的對氫離子敏感的球泡狀玻璃膜組成，球泡內充滿氫離子濃度恒定的內溶液：pH為7的水溶液，內溶液與玻璃膜間形成一層內凝膠層。測量時，玻璃膜與待測液（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發生持續的交換。這種離子交換由兩種溶液的氫離子濃度控制。

如果內、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到平衡后，離子交換停止。因此，膜玻璃的兩側具有相同的電位，電位差為0 mV：圖中綠色部分。如果內、外溶液之間存在氫離子濃度的差異，則玻璃膜的內外兩側之間會產生電位差，這與內、外溶液之間的pH差成正比：圖中紅色及藍色部分。玻璃膜本身是導電性的，就能夠測得電位。

凝膠層的厚度和組成決定了玻璃電極的響應時間和特征斜率。因此，凝膠層對電極的性能至關重要。如果沒有凝膠層，就無法進行pH測量。而凝膠層需要1至2天才能wan全發育。因此，測量電極需要在使用前活化。

 

▲pH電極結構組成及檢測原理

pH電極校正前的保養與維護：觀察pH電極玻璃膜球泡內頂部是否充滿液體或有氣泡應輕輕甩動電極使球泡內充滿液體,沒有氣泡；可先在酸性緩沖液( pH4.00 )中浸泡數分鐘,然后在中性緩沖液( pH6.86或7.00等)中浸泡數分鐘。然后再開始校準；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電極的日常維護保養：一般性污染，用水、0.1mol/L Na0H或0.1mol/L HCl清洗電極數分鐘；油脂或有機物污染:用丙酮或乙醇清洗電極數秒鐘；硫化物污染(隔膜發黑)或蛋白質污染(隔膜發黃) ，從電極廠商購買專用清洗液處理。

電極較長時間不用時應按要求保存在合適的液體中。電極不能長期干放,不能在表面附有干燥介質時貯存電極；干放的電極應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電極的定期保養或校正：采用pH電極專用模擬器代替pH電極檢查整個pH檢測與控制系統的好壞。

極譜式DO電極的維護與保養

 

極譜DO電極為何要極化？如下圖所示，當DO電極接上電極線，開機通電后，通過氧分壓滲透過電極膜的氧分子會在陰極頂端進行氧化還原反應，將此電化學反應產生的mA電流的電信號，表示DO濃度。

 

▲DO電極結構組成及檢測原理

DO電極剛連接到反應器控制器，需要一個穩定時間（30分鐘至24小時），才能準確測量。因為未使用DO電極，在斷電期間，通過膜擴散進入至電解液內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行極化？探頭第一次使用，極化6小時以上；更換電極膜或電解液,極化6小時以上；反應器控制器斷電，或探頭與電纜線斷開，極化時間見下表，DO探頭的極化方式：通過電纜線將DO電極與反應器控制器連接，通電后探頭即開始極化。

DO電極極化所需時間表▼

 

DO電極校準注意事項：校準介質可以是空氣或飽和介質；如果以空氣為校準介質,將探頭放在空氣中,擦干電極膜上的水跡,待讀數穩定后即可開始校準。在發酵過程中，一般是以飽和介質為校準介質。在實消后、接種前、攪拌開至最大、通最大量飽和空氣時進行校準；探頭校準前必須充分極化。

DO電極的常規維護：電極膜更換：響應時間長，甚至無法校準；長時間使用后的老化，空氣中的電流（斜率）異常；機械損壞，或漏電解液。電解液更換：電極長時間不使用，例如數個月；長時間使用后的老化，空氣中的電流（斜率）異常。

DO電極定期保養或校正：采用溶氧電極專用模擬器代替溶氧電極檢查整個溶氧檢測與控制系統的好壞。

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