溶氧(Oxygen)(DO)電極(electrode)的結(jié)構(gòu)(Structure)原理及溶解氧(DO)電極的使用.溶氧電極:溶氧（DO）是溶解氧（Dissolved Oxygen）的簡(jiǎn)稱,是表征水溶液中氧的濃度的參數(shù)(parameter)溶氧電極是一種基于極譜原理的測(cè)定溶解在液體中的氧的電流型電極。ph計(jì)測(cè)量通常有比色法（pH試紙或比色皿）和電極法二種。ph計(jì)是指用來(lái)測(cè)定溶液酸堿度值的儀器，是一種常見(jiàn)的分析儀器，廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、環(huán)保和工業(yè)等*域。土壤pH值是土壤重要的基本性質(zhì)之一。 

　　1.    溶氧電極的分類: 測(cè)定DO的方法有多種：如化學(xué)Winkler法，電極方法，質(zhì)譜儀等。這里主要介紹電極方法。溶氧電極**早是由Clark（1956）**的。它是由一透氣薄膜復(fù)蓋的電流型電極。DO電極可分為兩類：原電池（Galvanic）型和極譜（Polargrafic）型。
　　2. DO電極(electrode)測(cè)定原理（Maxim）:原電池型.         一般由貴金屬，如白金、金或銀構(gòu)成陰極(cathode )；由鉛(外觀:帶藍(lán)色的銀白色)構(gòu)成陽(yáng)極。在電解質(zhì)如KCl或醋酸鉛存在下便形成PbCl2或Pb（AcO）2。原電池型電極無(wú)需外加電壓(voltage)。極譜（Polargrafic）型電極需要外加0.6-0.8V的極化電壓。一般由貴金屬，如白金或金構(gòu)成陰極；由銀構(gòu)成陽(yáng)極。極譜型電極需外加一恒定的電壓0.7V。電解質(zhì)參與了反應(yīng)(reaction)，因此，在一定的時(shí)間間隔必須補(bǔ)充電解質(zhì)極譜型DO電極。         極譜型:電極一般壽命較長(zhǎng)，但價(jià)格(price)較貴。輸出電流相差數(shù)量級(jí)。電極響應(yīng)時(shí)間一般為90S。用來(lái)測(cè)定Kla或過(guò)渡（transition)現(xiàn)象似乎較困難。有些電極的響應(yīng)可以做到30以下。
　　3.  DO電極(electrode)結(jié)構(gòu)         一般由陰極、陽(yáng)極、電解質(zhì)(屬性:化合物)和塑料薄膜(薄而軟的透明薄片)構(gòu)成，陰極  一般陰極材料的要求很高，如白金或銀度在99.999%以上。         原電池型電極         原電池型電極的表面要求平面光滑，其面積大小與還原電流成正比。一般直徑采用5-10mm。其還原電流在28℃時(shí)為5-25μA,因此，不用專門的電子放大器便可通過(guò)串聯(lián)一電位直接接到全程5或10 mV的自動(dòng)電位差記錄儀上。         極譜型電極         極譜型電極的陰極表面做得很小，一般其直徑在1-50μm的范圍(fàn wéi)，形成的還原電流在nA級(jí)，因此，需要專門的電子放大裝置。陽(yáng)極原電池型的陽(yáng)極材料同樣要求很高，純度在99.999%以上。一般陽(yáng)極作成圓筒狀，其表面積需陰極面積大數(shù)十倍，這對(duì)極譜型電極容易做到，故它可以做得較小。原電池型的陽(yáng)極就得大許多，才能滿足這種比例要求。電解質(zhì)  一般對(duì)電解質(zhì)的配方視為機(jī)密，商家不易公開(kāi)。電解質(zhì)的配制很講究，需用無(wú)離子水，一些污染的離子會(huì)嚴(yán)重影響電極的性能。所用藥品試劑(reagent)要求**少用AR級(jí)的。電解質(zhì)有用，KOH;KCl,Pb（AcO）2等。薄膜一般采用聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)（F4）或聚四氟乙烯-聚六氟丙烯的共聚體，也曾用聚氯丙烯，聚乙烯，聚丙烯等。其主要性能符合DO電極的耐高溫（>200℃），透氣性能好的要求。其厚薄也很有講究，膜越薄，靈敏度越高，一般在0.01-0.05mm的范圍。膜性能對(duì)一個(gè)好的電極響應(yīng)非常重要。需要膜對(duì)氧(Oxygen)具有高度的透性和對(duì)CO2低的透性。   電極響應(yīng)    我們對(duì)電極性能的簡(jiǎn)單分析(Analyse)表明，電極響應(yīng)與電極常數(shù)，k有關(guān)：       k=π2D/d2。        D為膜的擴(kuò)散系數(shù)，d為膜厚度。        K越大，響應(yīng)越快。當(dāng)然，電極的結(jié)構(gòu)將會(huì)極大影響電極的性能。壓力補(bǔ)償膜罐內(nèi)使用的電極一般都裝備有壓力補(bǔ)償膜，小型玻璃發(fā)酵罐用的電極通常采用氣孔平衡式。壓力補(bǔ)償膜重是應(yīng)付高壓滅菌（fungus)時(shí)電解質(zhì)受熱膨脹的需要。一般多采用硅膠制造。  
　　4.  工作原理         對(duì)原電池型的電極，非常重要的一點(diǎn)是主要阻力應(yīng)落在薄膜上，即薄膜的阻力遠(yuǎn)大于液膜阻力，這樣被測(cè)液體的流動(dòng)引起的阻力的變化對(duì)氧擴(kuò)散的影響可以減到**小。溶解氧測(cè)定儀是測(cè)定水中溶解氧的裝置，工作原理是氧透過(guò)隔膜被工作電極還原，產(chǎn)生與氧濃度成正比的擴(kuò)散電流，通過(guò)測(cè)量此電流，得到水中溶解氧的濃度。   因此，從下式中可以看出測(cè)氧實(shí)質(zhì)上是測(cè)定氧的擴(kuò)散速度。 IS = N FA（Pm/dm）P0       IS為輸出電流  N 為氧被還原所得電子數(shù)  F為法拉第常數(shù)A為陰極(cathode )表面積   Pm 塑料（結(jié)構(gòu):合成樹(shù)脂、增塑劑、穩(wěn)定劑、色料)膜的擴(kuò)散系數(shù)dm為膜的厚度  P0為被測(cè)液體中的氧的分壓           基于這一原理，原電池型電極在測(cè)量粘稠的發(fā)酵(fermentation)液中的DO時(shí)，應(yīng)盡量使用厚一點(diǎn)的薄膜，這樣可使液膜阻力的變化，從而輸出電流的波動(dòng)小一些。對(duì)極譜型電極，則流體運(yùn)動(dòng)對(duì)電極的輸出沒(méi)有影響。         注意事項(xiàng)         事實(shí)（Fact)上，DO電極測(cè)定的不是溶解氧(dissolved oxygen)濃度，而是氧活度或者是氧分壓。通常用空氣或不含養(yǎng)的氮?dú)鈦?lái)標(biāo)定100%和零點(diǎn)。液體中真正的溶解氧濃度可以用化學(xué)(Chemistry)法測(cè)定。
　　5. DO電極的技術(shù)(Technology)指標(biāo)  
　　（1）穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))性