溶氧電極在生物制氫領(lǐng)域也嶄露頭角。某些微生物在特定條件下能夠利用有機(jī)物進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)生氫氣,而發(fā)酵過(guò)程中的溶解氧濃度對(duì)微生物的產(chǎn)氫效率影響。溶氧電極可用于監(jiān)測(cè)發(fā)酵體系中的溶解氧水平,通過(guò)控制通氣量或添加抑制劑等方式,精細(xì)調(diào)節(jié)溶解氧濃度,為微生物創(chuàng)造適宜的產(chǎn)氫環(huán)境,提高生物制氫的效率,推動(dòng)清潔能源的發(fā)展。隨著對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量要求的提高,溶氧電極也逐漸應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)。在一些大型寫字樓、商場(chǎng)等人流量密集的場(chǎng)所,空氣中的氧氣含量會(huì)因人員呼吸等因素而發(fā)生變化。溶氧電極可與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣中的氧氣濃度。一旦濃度低于設(shè)定閾值,通風(fēng)系統(tǒng)可自動(dòng)啟動(dòng),引入新鮮空氣,保證室內(nèi)人員的舒適度和健康,提升室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。溶氧電極產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋傳感器芯片、膜材料、電解液及終端設(shè)備制造。河南熒光淬滅溶氧電極
如何結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率?在線生長(zhǎng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制JunfeiQiao等人在2022年提出了在線生長(zhǎng)管道遞歸小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(OG-PRWNN)控制方法,以提高廢水處理過(guò)程中溶解氧濃度的控制精度。該方法首先設(shè)計(jì)了在線生長(zhǎng)機(jī)制,通過(guò)測(cè)量控制性能來(lái)調(diào)整控制器的模塊數(shù)量,從而自動(dòng)確定控制器的結(jié)構(gòu)以滿足不同的運(yùn)行條件。其次,設(shè)計(jì)了結(jié)合自適應(yīng)學(xué)習(xí)率的參數(shù)在線算法來(lái)訓(xùn)練OG-PRWNN,以滿足控制要求。通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定性定理分析了OG-PRWNN控制器的穩(wěn)定性,并通過(guò)廢水處理過(guò)程的基準(zhǔn)仿真模型驗(yàn)證了控制器的性能。這種先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)可以為產(chǎn)酶過(guò)程中溶氧水平的精確控制提供借鑒,通過(guò)不斷調(diào)整控制參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧的精確控制,提高產(chǎn)酶效率。綜上所述,結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)如模型參考自適應(yīng)控制、分階段供氧控制策略、脈沖電場(chǎng)技術(shù)和在線生長(zhǎng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧水平的精確控制,從而提高產(chǎn)酶效率。在實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)不同的產(chǎn)酶系統(tǒng)和生產(chǎn)要求,選擇合適的控制技術(shù)或組合多種技術(shù),以達(dá)到優(yōu)異的控制效果和產(chǎn)酶效率。江蘇不銹鋼溶解氧電極費(fèi)用溶氧電極的微型化設(shè)計(jì)便于集成至水質(zhì)傳感器陣列或穿戴設(shè)備。
在微生物燃料電池技術(shù)中,溶氧電極的作用不僅在于監(jiān)測(cè)溶氧水平,還可以為研究微生物代謝功能提供重要信息。例如,通過(guò)溶氧電極測(cè)值可以了解陰極氧還原反應(yīng)的速率和效率,從而研究微生物在不同溶氧條件下的代謝功能。同時(shí),結(jié)合物理化學(xué)表征手段,可以進(jìn)一步研究生物質(zhì)炭等陰極催化劑在不同溶氧水平下的性能,為提高微生物燃料電池的產(chǎn)電能力提供依據(jù)。溶氧電極測(cè)值的溶氧水平對(duì)微生物的生長(zhǎng)速度也有明顯影響。在適宜的溶氧條件下,微生物的生長(zhǎng)速度會(huì)加快,而在低氧或高氧環(huán)境下,生長(zhǎng)速度可能會(huì)受到抑制。例如,在研究草魚幼魚的快速啟動(dòng)能力時(shí),發(fā)現(xiàn)非低氧馴化的實(shí)驗(yàn)魚隨著測(cè)定環(huán)境溶氧水平的下降,其反應(yīng)率降低,速度、加速度和反應(yīng)時(shí)滯均發(fā)生變化。這表明溶氧水平不僅影響魚類的生長(zhǎng)和代謝,也對(duì)其生存能力產(chǎn)生重要影響。
溶氧電極在石油開(kāi)采領(lǐng)域也有應(yīng)用。在油藏開(kāi)采過(guò)程中,向油層注入含有一定溶解氧的水,可促進(jìn)油層中微生物的生長(zhǎng)和代謝,這些微生物能夠分解原油中的一些復(fù)雜有機(jī)物,降低原油黏度,提高原油的流動(dòng)性,從而提高原油采收率。溶氧電極可用于監(jiān)測(cè)注入水中的溶解氧濃度,以及油層中溶解氧的分布情況,幫助工程師優(yōu)化注水方案,提高石油開(kāi)采效率,降低開(kāi)采成本。新型智能溶氧電極具備自我診斷功能。它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)自身的工作狀態(tài),如電極的極化電壓是否正常、透氣膜是否有破損、電解液是否充足等。一旦發(fā)現(xiàn)異常,電極會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào),并通過(guò)內(nèi)置的算法對(duì)故障進(jìn)行初步診斷,提示用戶可能出現(xiàn)問(wèn)題的部位和原因。這種自我診斷功能**提高了電極的可靠性和維護(hù)效率,減少了因電極故障導(dǎo)致的監(jiān)測(cè)中斷和數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況。溶氧電極無(wú)信號(hào)輸出時(shí),檢查電源線連接、電解液是否干涸或膜是否破損。
隨著科技的不斷進(jìn)步,溶氧電極也在持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。新型的溶氧電極在材料選擇上更加注重性能優(yōu)化,采用更先進(jìn)的透氣膜材料,提高氧氣的透過(guò)效率,同時(shí)增強(qiáng)對(duì)其他干擾物質(zhì)的阻隔能力。在電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,朝著小型化、集成化方向發(fā)展,便于在更復(fù)雜、狹小的空間內(nèi)安裝和使用。此外,智能溶氧電極逐漸興起,其具備數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、分析以及無(wú)線傳輸?shù)裙δ?,可與自動(dòng)化控制系統(tǒng)連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)溶解氧的遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制 。微基智慧科技(江蘇)有限公司原電池式溶氧電極無(wú)需外接電源,適合野外或便攜式設(shè)備使用。湖北生物合成學(xué)用溶氧電極
溶氧電極的材料安全性需符合食品接觸級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(如 FDA 認(rèn)證)。河南熒光淬滅溶氧電極
化工生產(chǎn)中,溶氧電極同樣不可或缺。在各類化工反應(yīng)中,不同的反應(yīng)對(duì)氧氣濃度有特定要求。溶氧電極可用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中的氧氣濃度,為反應(yīng)提供穩(wěn)定且適宜的條件。以石油化工中的部分氧化反應(yīng)為例,精細(xì)控制氧氣濃度能提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性和收率,降低副反應(yīng)的發(fā)生概率。此外,在化工產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié),溶氧電極也可用于檢測(cè)產(chǎn)品中溶解氧的含量,確保產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ,保障化工生產(chǎn)的高效與穩(wěn)定。微基智慧科技(江蘇)有限公司溶氧電極河南熒光淬滅溶氧電極