新型微電極探針式氧傳感器(DO MEA),原理(由兩個與電解質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,水和可溶解物質不能透過。透過膜的氧氣在陰極上還原,產生微弱的擴散電流,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點是探針可以滲透到被測樣內部,故所測數據更精確。為了避免這種傳感器受到選擇性薄膜中物質的污染,將探針頭設計成為內凹陷的,這樣可以獲得更穩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技術制作出如圖2所示的Au微電極,它的形狀,微電極數目以及它們的位置都很容易通過重新設計相關的掩膜板圖來改變,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測,估計出溶解氧在好氧顆粒表面的有效擴散系數為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基礎,而該電極探針可以深入到好氧顆粒內部,測定其內部不同深度處溶解氧濃度,因此有很重要的現實價值。