新型微電極探針式氧傳感器(DO MEA),原理(由兩個與電解質(zhì)相接觸的金屬電極及選擇性薄膜組成,氧敏感薄膜只能透過氧和其他氣體,水和可溶解物質(zhì)不能透過。透過膜的氧氣在陰極上還原,產(chǎn)生微弱的擴散電流,在一定溫度下電流大小與水樣溶解氧含量成正比。),響應時間更快為15 s,測定范圍0~9 mg/L。該傳感器有一個最大的優(yōu)點是探針可以滲透到被測樣內(nèi)部,故所測數(shù)據(jù)更精確。為了避免這種傳感器受到選擇性薄膜中物質(zhì)的污染,將探針頭設計成為內(nèi)凹陷的,這樣可以獲得更穩(wěn)定的靈敏度以及更快的響應時間,而凹陷面的直徑與長度是決定該傳感器靈敏度最重要的兩個因素。圖1是該電極探針頭示意圖。


利用光刻技術(shù)制造溶解氧微電極陣列傳感器

圖1微電極探針頭

圖2微電極陣列


利用MEMS技術(shù)制作出如圖2所示的Au微電極,它的形狀,微電極數(shù)目以及它們的位置都很容易通過重新設計相關(guān)的掩膜板圖來改變,因此可以很好的控制電極的形狀與排布,有利于多位置多角度的分析檢測。該微電極上每個電極位點對溶解氧濃度都有很好的線性響應,而且使用壽命在10 d以上。將此微電極探針放置于好氧顆粒上方,通過對溶解氧濃度的監(jiān)測,估計出溶解氧在好氧顆粒表面的有效擴散系數(shù)為1.19×10-9m2/s。


好氧顆粒對于污水處理而言是一種很有前途的技術(shù)基礎,而該電極探針可以深入到好氧顆粒內(nèi)部,測定其內(nèi)部不同深度處溶解氧濃度,因此有很重要的現(xiàn)實價值。