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超声波清洗技术在溶解氧在线测量中的应用

[导读]由于电化学传感器探头上的薄膜易受水体污染堵塞,使得传感器连续工作的可靠性受到严重的影响。因此该文提出一种利用超声波技术自动清洗溶解氧探头的新方法,该方法通过将溶解氧传感探头与清洗装置有机的组装在一起,实现测量、清洗和抗扰动。

溶解氧传感器探头上透氧薄膜的作用是只让水中的氧分子渗透、通过。当氧分子在水中溶解氧分压差的推动下,通过探头的薄膜微孔渗透到膜的另一侧,与探头内的电极发生化学反应,而在膜片外侧截留住水、 有机物等大分子, 造成膜面上有机物质的富集。由于薄膜的选择性作用,在膜渗透过程中形成的膜污染是制约传感器广泛应用的主要因素,对透氧薄膜的清洗是延长传感器寿命的有效方式。 薄膜厚度通常为( 40±10 ) μm ,清洗有难度,常规清洗方法有物理清洗、化学清洗、生物清洗等。 这些清洗方法都在一定程度上提高了薄膜渗透通量,但存在向传感器引入新的污染物及损坏膜材料的可能性,测量运行与清洗之间转换的步骤也较多,还存在不易实现自动化清洗的弊端。


超声波清洗是新发展起来的清洗方法,它主要是利用超声波空化效应清洗掉尘埃、 颗粒附着物、机油等污物,凡是能被液体浸到的被清洗件,超声对它都有清洗作用,且不受清洗件表面形状限制,如微孔、狭缝、凹槽等都能得到清洗,还不会损伤或微操作被清洗件,该技术已广泛用于清洗轴承、电子电器、精密机械零件、光学元件等器件,由于超声波清洗能够穿透细微的缝隙和小孔,超声波清洗技术还在膜清洗和丝织器清洗等特殊领域得到研究与应用,介绍了超声波清洗膜污染机理、研究现状及存在的问题和趋势;结合超声波清洗膜污染技术的应用及影响因素的研究进展, 展望超声波清洗膜污染技术的发展方向;悬浮生长开型及两种附着生长型 MBR 处理微污染水源的膜污染及清洗洗况,结果表明对表面粘性较大的附着生长型 MBR 污染膜,超声波清洗可明显提高膜过滤性能的恢复。上述研究表明,只要设计合理的清洗机构、选择合适的工作参数,超声波清洗技术同样适用于溶解氧传感器探头透氧薄膜的清洗。


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