マルチチャンネル小型分光器

トップページ > 分光分析 > スペクトロメーター(分光器)

Firesting 酸素モニター

酸素を消費することなく測定できる REDFLASH技術によるユニークな酸素センシング
Firesting酸素モニター

Firesting酸素モニターは気相および液相で安定した酸素濃度測定が可能な、コンパクト&高精度の酸素計測器です。PC制御による1,2,4チャンネルの光ファイバー酸素モニターを取り揃えています。
センサーは数種類あります。また、用途に合わせて汎用酸素測定、生体組織などの微量用酸素モニターなども可能です。人工光合成などの酸素発生モニターには、低濃度センサーが最適です。

各種酸素センサー/プローブの詳細はこちらから

  • 特長
  • 仕様
  • ソフトウェア
  • アプリケーション例1
  • アプリケーション例2
  • アプリケーション例3

REDFLASHの特長

新しいREDFLASH酸素標識剤の開発により、下図のように酸素に特定的に反応します。
REDFLASHはλ=620 nmの赤色光で励起し、近赤外で酸素依存性の発光を示します。

REDFLASH_A,center

REDFLASH_B


カタログNo.をクリックするとWEB見積計算書に自動入力できます
品名
012979 Firesting 酸素モニター (1ch)
012980 Firesting 酸素モニター (2ch)
012981 Firesting 酸素モニター (4ch)
仕様
重さ 350 g
大きさ(W×D×H) 68×120×30 mm
インターフェース USB(USBバスパワー使用)
酸素センサー ミニプローブタイプ、ニードルタイプ、スポットセンサー、フローセルタイプ
温度センサー PT100 温度センサー
測定チャンネル 1,2,4酸素センサー
1温度センサー
測定原理 REDFLASH 標識剤の発光寿命検出
最大測定範囲 0-100% O2 (推奨測定範囲は各センサーに依存します)
検出限界 汎用センサー:0.02% O2(溶存酸素 0.01 mg/L)
低濃度センサー:0.004% O2(溶存酸素 0.002 mg/L)
対応OS Windows™ 7 / 8.1 / 10
動作環境 0〜50°C、結露しないこと

※別途センサーが必要です



ソフトウェアの取り扱いについて

酸素モニター計を初めて使用する際には、工場出荷時のキャリブレーションデータを使用する方法以外に、マニュアルでキャリブレーションを行う事も可能です。
この動画では、大気中での1点補正の方法に関してご案内致します。
キャリブレーション作業は、1~2分程度で簡単に行う事が可能です。

酸素還元電流と溶存酸素のモニタリング

1.回転電極法を用いた、酸素還元反応による還元電流の測定。
2.電気化学測定間の溶存酸素モニタリング。

※1と2を並行して行うことで、より正確な解析が可能となります。
(主な応用例:燃料電池の触媒評価)

気相及び液相の酸素濃度モニタリング例

Firesting酸素モニターは気相および液相で安定した酸素濃度測定が可能な、コンパクト&高精度の酸素計測器です。 ここでは、燃料電池用酸素還元触媒の評価によく用いられる回転リングディスク電極装置のセルに、希硫酸を使用し、溶存酸素濃度の測定を例に挙げてみます。

使用したシステム

  1. RRDE-3A回転リングディスク電極装置
  2. Firesting酸素モニターシステム
  3. OXROBミニプローブ
  4. スポットセンサー
  5. スポットファイバー
  6. 温度センサー


酸素モニターシステムの前景
測定システム全景


モニタリングの概要

ガラスセル内に大気下飽和状態の 希硫酸 65ml を満たして、テフロンキャップで蓋をし、参照電極、対極、OXROBミニプローブ、温度センサーを設置します。また、セル内側にスポットセンサーを貼り、スポットファイバーからの赤い光が緑の円内に中に収まるようスポットファイバー位置を調整し設置します。Firesting装置本体側は4chのうちの2chを使用し、 OXROBミニプローブ、スポットファイバー及び温度センサーを接続し、各センサーのキャリブレーションを行います。窒素を20分間ガスパージチューブで通気して酸素濃度が減少する様子を気相と溶液相で各々測定しました。その後酸素に切り替えて15〜20分通気して酸素濃度増加の様子を測定しました。


酸素モニターシステムのセンサー配置の様子。
測定セル部分の拡大写真

*O2ミニプローブ、温度センサーをセル内の設置する場合には、RRDE-3Aのテフロンキャップの穴あけ加工が必要です。スポットセンサーのみ使用の場合は、セル内側にセンサーを貼り付けるため、加工は必要ではございません。

モニター結果

セル気相中に設置したセンサーは、窒素ガス及び酸素ガスのパージと共に数十秒で安定した濃度を示します。ガスの流量や溶液量により異なりますが、今回の実験では、液相の溶存酸素の脱気には約20分、酸素ガスの飽和には約15分から20分程度の時間を要する事が分かりました。液相の酸素濃度は、温度、気圧等にも影響を受ける為、再現性の良い酸素還元触媒の電気化学的な測定を行うには、セル内の酸素濃度モニターを行なう事は有用であると考えられます。

セル気相の酸素濃度の変化


セル液相の酸素濃度の変化


0.1M 水酸化ナトリウム中の溶存酸素濃度と酸素還元電流の同時測定

0.1M 水酸化ナトリウム溶液中の溶存酸素を測定しながら対流ボルタンメトリーを行いました。その際、酸素還元反応が起こっている -0.6V にて酸素還元電流の読み取りを行ってみました。

使用したシステム

  1. モデル700Dシリーズデュアル電気化学アナライザー
  2. RRDE-3A回転リングディスク電極装置
  3. PTE白金ディスク電極
  4. RE-1B水系参照電極
  5. Ptカウンター電極 23cm
  6. Firesting酸素モニターシステム
  7. OXROBミニプローブ
  8. 温度センサー
酸素還元電流測定のシステム


測定システム全景(別途制御用のPCがございます)

測定の概要

ガラスセル内に酸素飽和状態の 0.1M 水酸化ナトリウム溶液 65ml を満たして、セルキャップで蓋をし参照電極、対極、OXROBミニプローブ、温度センサーを設置します。Firesting酸素モニター本体のch1にOXROBミニプローブを接続して 0ppm と空気飽和時の2点で校正を行います。次に窒素を通気して酸素濃度が 0.01ppm を下回ったところで回転電極を 900rpm に回転して、0.1V vs. Ag/AgCl から -0.75V vs. Ag/AgCl の範囲で掃引速度 0.01V/s でLSVテクニックで測定を行いました。その後、酸素のパージと停止を繰り返しながら異なる溶存酸素濃度ごとに同様の条件で対流ボルタンメトリー測定を行いました。測定時の水温は 26.8℃ 〜 27.6℃ と致しました。

測定結果

セル溶液内の溶存酸素量を変えて、その都度LSV測定を行った結果を下記に示します。

酸素還元LSV測定


また、 -0.6V vs. Ag/AgCl に於ける酸素還元反応の拡散限界電流と溶存酸素濃度との関係を下記に示します。その結果 R2=0.999 とよい相関があることが分かりました。

酸素還元LSV測定



モニターに使用した商品

品名
012981 Firesting 酸素モニター (4ch)*1
012623 RRDE-3A 回転リングディスク電極装置 Ver.1.2
013078 ALS700Eデュアル電気化学アナライザー
*2 OXROB10 ステンレスO2ミニプローブ L:100 mm,OD:3 mm, 2 mファイバー
*3 OXSP5 O2スポットセンサー(8個)
013001 SPFIB スポットファイバー コアφ1 mm, L:1 m
013017 TSUB21 Firestingテフロンコート温度センサー

*1 目的に応じ、1ch或いは2chモデルもご選定頂けます
*2 現在は、後継モデルのOXROB10-OI(遮光タイプ:カタログNo.012993)に移行
*3 現在は、後継モデルのOXSP5OI(遮光タイプ:カタログNo.012998)に移行

海や河川での溶存酸素のモニタリング例

海、河川及び貯水池での溶存酸素測定は、貧酸素水塊や貧酸素化の要因解析に非常に重要です。本アプリケーションでは、10cmピッチに8つのニードル型酸素センサー固定したロッドを水面に対して垂直し沈め、それをボートの船尾に固定し、一定速度で運転しながら、水深と酸素飽和度を測定した例となります。

University of Koblenz-Landau (Germany), Institute for Environmental Sciences での研究成果
海 河川 貯水池ので溶存酸素モニター
4chタイプのFiresting酸素モニター2台で8つの酸素センサーをノートパソコンで制御
海 河川 貯水池の酸素飽和度 貧酸素プロファイル
2011年9月29日 ドイツ Waldsee湖における酸素飽和度の深さプロファイル

溶存酸素濃度と魚類の呼吸代謝の関係

密閉容器の中に入れた、魚の呼吸代謝と容器内の溶存酸素濃度(DO濃度)のモニタリング例。

University of Glasgow, Scotland (UK)での研究成果
魚類の呼吸代謝 DO濃度の関係
魚類の呼吸代謝 DO濃度の関係 時間変化

超コンパクトな USBスティック型酸素モニターはこちらから

line
トップページ電気化学計測電極&アクセサリ光と電気化学分光分析お問い合わせ

? to top