发酵溶氧电极是发酵过程的核心监测设备，其工作原理主要分为极谱式和光学式两类，在发酵工业中各有特定的应用场景：
一、工作原理
1、极谱式溶氧电极
氧还原反应：电极表面施加0.6-0.8V极化电压，溶解氧透过聚四氟乙烯薄膜后，在贵金属阴极(如铂金)发生还原反应(O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻)，同时在阳极(如银/氯化银)发生氧化反应(4Ag + 4Cl⁻ → 4AgCl + 4e⁻)，形成电流回路。
电流与氧浓度关联：根据法拉第定律，扩散电流强度与溶解氧分压成正比，通过检测电流强度换算氧浓度。
温度补偿：内置热敏电阻实时修正温度对氧扩散速率及溶解度的影响(误差可超1%/℃)。
2、光学溶氧电极
荧光淬灭原理：蓝光激发传感器内的荧光物质发出红光，溶解氧与荧光分子碰撞导致红光强度衰减(淬灭效应)，通过检测红光衰减程度计算氧浓度。
无需极化与电解液：无电化学反应，避免了电极极化时间和电解液维护需求。
二、应用特点
1、发酵过程监测
在线实时跟踪溶氧动态，例如大肠杆菌对数生长期DO值显著下降，后期随菌体衰老回升；毕赤酵母需维持>20% DO保证代谢效率。
搅拌操作通过增强氧扩散提升电极响应准确性。
2、维护与可靠性
极谱式需定期更换透氧膜及电解液，膜污染或破损将导致数据漂移；光学式仅需清洁荧光帽，维护成本低。
光学式抗干扰性强(耐H₂S、pH波动)，极谱式在微量氧测量时稳定性不足。
3、场景适应性
极谱式成熟应用于工业发酵罐(如METTLER TOLEDO电极)，耐高温达130℃。
光学式适合长期连续监测及复杂水质环境(如含硫化物发酵液)。
