本發(fā)明屬于電化學(xué)傳感器的技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種新型高溫溶解氧電極。
背景技術(shù)：
溶解氧電極是一種用于測量液體或者氣體中溶解氧分壓的測試電極，經(jīng)常用于大中型微生物培養(yǎng)反應(yīng)器或管道中流體溶解氧水平的在線測試，此外還可用于環(huán)境監(jiān)測、廢水處理和養(yǎng)殖業(yè)中溶解氧水平的在線測試。
傳統(tǒng)工藝中，溶解氧電極中常采用銀絲作為陰極，其缺陷在于該溶解氧電極不易清洗，不利于保養(yǎng)，而且在高溫發(fā)酵環(huán)境下不穩(wěn)定；其次，傳統(tǒng)電極的接頭和電極主桿為一體式，導(dǎo)線直接從電極內(nèi)部引出，在導(dǎo)線和電極接頭處采用密封膠密封，這種電極結(jié)構(gòu)會存在電極內(nèi)易進水或者連接處導(dǎo)線易扭斷的隱患。此外，更換電極時，一體式電極必須要將電極和導(dǎo)線全部抽出，不但操作工序繁瑣，而且更換掉的電極和導(dǎo)線都不可再次利用；最后，傳統(tǒng)電極透氧透氧膜頭外部沒有單獨護套，因此透氧透氧膜頭的頂部容易被硬物戳破，并且一般情況下，客戶需要更換透氧透氧膜頭只能寄回廠家進行更換，增添不少麻煩，且成本相對較高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種新型高溫溶解氧電極，該電極具備易清洗，易保養(yǎng)的優(yōu)勢，且該種結(jié)構(gòu)的電極更換方便，杜絕了電極內(nèi)部進水以及連接處導(dǎo)線容易扭斷的隱患，降低了維護成本。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：提供一種新型高溫溶解氧電極，其特征在于：包括電極外殼，所述電極外殼包括電極主桿、與電極主桿下端面連接的第一固定桿、以及與第一固定桿下端面連接的第二固定桿，所述電極主桿上端面安裝有接頭，電極主桿的下端面設(shè)置有護套，所述護套與第一固定桿固定連接，護套內(nèi)部設(shè)置有透氧膜頭，所述透氧膜頭與第二固定桿固定連接，透氧膜頭與電極外殼的內(nèi)部設(shè)置有電極芯，所述電極芯的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)線，該導(dǎo)線的一端連接有鉑絲，另一端通過接頭與外部電路連接，所述電極芯的外部與透氧膜頭之間形成一電解液腔，位于電解液腔內(nèi)的電極芯的外部設(shè)置有銀管。
進一步地，所述護套的尺寸比透氧膜頭的尺寸長。采用該種技術(shù)方案可以使透氧膜頭的頂部受護套的保護，透氧膜頭不易被外界的硬物戳破，延長其使用壽命。
進一步地，所述護套與電極主桿下端面的第一固定桿通過螺紋旋轉(zhuǎn)連接。
進一步地，所述電極外殼與接頭之間采用可拆分式連接。采用該種技術(shù)方案，當(dāng)需要更換電極時，只需要將接頭從電極外殼處松開，然后直接取出電極進行更換，電極內(nèi)的導(dǎo)線可以再次使用。
進一步地，所述護套和透氧膜頭之間采用可拆分式連接。采用該種技術(shù)方案，當(dāng)透氧膜頭需要更換，可以直接將護套旋轉(zhuǎn)開，然后將透氧膜頭直接取下更換即可。
本發(fā)明的有益效果：
1)本發(fā)明提供的新型高溫溶解氧電極采用銀管作為陰極，其具備易清洗，易保養(yǎng)的優(yōu)勢，而且銀管相對于傳統(tǒng)的銀絲來講，反應(yīng)面積大，反應(yīng)速率快，且在高溫發(fā)酵環(huán)境中較穩(wěn)定；
2)其次，該電極采用分體式接頭，使電極更換操作方便，不但杜絕了電極內(nèi)部易進水以及連接處導(dǎo)線容易扭斷的隱患，而且接頭處的導(dǎo)線還可以繼續(xù)使用，降低了維護成本；
3)最后，該電極外面設(shè)置有單獨護套，保護透氧膜頭，避免透氧膜頭直接暴露于外界而被硬物戳破，且透氧膜頭還可以單獨更換，用戶不用將電極寄回廠家，免去郵件的麻煩，節(jié)約了成本，提高了效率。
附圖說明
圖1為新型高溫溶解氧電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中附圖標記，1-電極外殼，1.1-電極主桿，1.2-第一固定桿，1.3-第二固定桿；2-接頭；3-護套；4-電極芯，4.1-導(dǎo)線；5-銀管；6-透氧膜頭；7-電解液腔。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例，更具體地闡述本發(fā)明的內(nèi)容。本發(fā)明的實施并不限于下面的實施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通或改變都應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
實施例1：
一種新型高溫溶解氧電極，包括電極外殼1，其中電極外殼1由電極主桿1.1、與電極主桿1.1下端面連接的第一固定桿1.2，以及與第一固定桿1.2下端面連接的第二固定桿1.3三個部件構(gòu)成。電極主桿1.1的上端面安裝有接頭2，且接頭2和電極主桿1.1采用可拆分式螺紋連接，即接頭2可以從電極主桿1.1上旋松取下，也可以將接頭2與電極主桿1.1旋緊安裝在一起。電極主桿1.1的下端面設(shè)置有護套3，護套3和電極主桿1.1中的第一固定桿1.2通過螺紋旋緊連接。護套3內(nèi)部設(shè)置有透氧膜頭6，透氧膜頭6與第二固定桿1.3通過螺紋固定連接，護套3的尺寸比透氧膜頭6的尺寸長，即透氧膜頭6內(nèi)嵌于護套3內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計起到保護透氧膜頭的作用，使透氧膜頭6的頂部不易被外界的硬物戳破，延長透氧膜頭6的使用壽命。透氧膜頭6與電極外殼1的內(nèi)部設(shè)置有電極芯4，電極芯4為一圓柱形管體。電極芯4的外部與透氧膜頭6之間形成一電解液腔7，電解液腔7內(nèi)置kcl電解液，位于電解液腔7內(nèi)的電極芯4的外部設(shè)置有銀管5，且銀管5位于第二固定桿的下面，本實施例中，銀管5作為電極陽極，采用銀管5而不是傳統(tǒng)的銀絲是因為相對于銀絲，銀管5易于清洗，有利于保養(yǎng)，且反應(yīng)面積大，反應(yīng)速率快，在高溫發(fā)酵環(huán)境下較為穩(wěn)定；電極芯4的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)線4.1，該導(dǎo)線4.1的一端連接有鉑絲8，另一端通過接頭2與外部電路連接。本實施例中，鉑絲8作為陰極。本發(fā)明中高溫溶解氧電極的接頭2與電極主桿1之間采用分體式連接的優(yōu)勢在于，在更換電極時，只需將接頭2松開，直接取出電極進行更換，而電極內(nèi)的導(dǎo)線還可以重復(fù)使用。這種設(shè)計既杜絕了電極芯4內(nèi)易進水以及連接處導(dǎo)線易扭斷的隱患發(fā)生，而且降低了維護成本。該電極中護套3和透氧膜頭6之間的連接也采用可拆分式連接。當(dāng)透氧膜頭6破損時，可以直接將護套3旋轉(zhuǎn)開，然后將透氧膜頭6更換，而不用將整個電極裝置寄回廠家進行更換，免去了來回郵寄的麻煩，節(jié)約了成本，也提高了效率。
為了進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，我們進一步闡述本發(fā)明所述高溫溶解氧電極的測試原理及在發(fā)酵液中的測試方法。
高溫溶解氧電極的測試原理如下：溶解氧電極放置在水溶液中，若在陰陽電極之間施加約0.6--0.8v氧的分解電壓，使溶解氧在陰極上被還原，在陽極上產(chǎn)生極譜電流；當(dāng)外加電壓大于氧分解電壓，電極輸出電流隨著電壓增大而增加，當(dāng)外加電壓再大一點后，電極電流就不再隨著外加電壓的增加而增大，即電極電壓進入恒定區(qū)，這時輸出電流稱為飽和電流或稱擴散電流。擴散電流i與氧分壓po2成正比，測定出擴散電流i，就能測出溶液中氧分壓po2。
溶氧電極在0.6-0.8v極化電壓推動下產(chǎn)生如下反應(yīng)：
陰極：(pt)o2+2h2o+4e-→2h2o2+4oh-
陽極：4ag++4cl-→4agcl+4e-
總反應(yīng)：4ag+o2+2h2o+4cl-→4agcl+4oh-
其中堿性kcl溶液作為電解質(zhì)，在使用過程中電解質(zhì)被消耗，必須在一段時間后補充。
溶解氧電極測試發(fā)酵罐中氧分壓的方法如下：
(1)首先對溶解氧電極進行標定
溶解氧電極首先和二次儀表構(gòu)成測量系統(tǒng)，首次使用溶解氧電極前或溶解氧電極經(jīng)歷了長期使用后應(yīng)都應(yīng)加以標定，包括溶解氧電極的0點設(shè)置以及滿量程100％設(shè)置。
溶解氧電極的0點設(shè)置：在滅菌消毒前將溶解氧電極的測量部位插入純氮氣中或飽和亞硫酸鈉溶液中，等溶解氧電極響應(yīng)穩(wěn)定后，觀察二次儀表的顯示值。若顯示值不為0，通過調(diào)節(jié)二次儀表鍵盤，直至顯示值為0。0點設(shè)置后，溶解氧電極通過護套插入發(fā)酵罐并伴隨發(fā)酵液一起經(jīng)高溫滅菌消毒；
溶解氧電極的滿量程100％設(shè)置:溶解氧電極的進行高溫滅菌消毒后，冷卻至發(fā)酵溫度，接種前進行溶解氧電極的滿量程標定設(shè)置。將溶解氧電極的插入達到充分攪拌并被空氣飽和的發(fā)酵液中，等溶解氧電極讀數(shù)穩(wěn)定后，通過儀表鍵盤調(diào)節(jié)至滿量程，使讀數(shù)顯示器指向約95--100％，標定后溶解氧電極的檢測系統(tǒng)即可投入使用。
(2)溶解氧電極進行氧分壓測試
將標定后的溶解氧電極放置于發(fā)酵液中，待溶解氧電極讀數(shù)穩(wěn)定后，通過二次儀表讀取儀表盤上的數(shù)值。該數(shù)值為發(fā)酵液中的氧分壓值。