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FireSting 酸素モニター
FireSting 酸素モニター は販売を終了いたしました。現行バージョンに関する情報は こちら をご覧ください。
●酸素を消費することなく測定できるため、微量酸素の測定も可能
●気相および液相で安定した酸素濃度測定が可能
●非接触センサーにより、外部から透明容器内の測定も可能
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＆高精度の酸素濃度計です。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。
- 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。
| 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：0.005% O2（溶存酸素 0.002 mg/L） | |
| 対応OS | Windows™ 8.1 / 10 |
| 動作環境 | 0〜50°C、結露しないこと |
※※Windows™ 10 Sモードには対応しておりません。Sモードの場合は、解除を行ってください。
また、対応するのはマイクロソフト社がサポート中のバージョンのみです。
※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。
酸素還元反応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、希硫酸を使用した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
- RRDE-3A回転リングディスク電極装置
- Firesting酸素モニターシステム
- OXROBミニプローブ
- スポットセンサー
- スポットファイバー
- 温度センサー
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 65 mL 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。
＊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。
0.1 M 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
0.1 M 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 -0.6 V 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
- モデル700Eシリーズデュアル電気化学アナライザー
- RRDE-3A回転リングディスク電極装置
- PTE白金ディスク電極
- RE-1B水系参照電極
- Ptカウンター電極 23cm
- Firesting酸素モニターシステム
- OXROBミニプローブ
- 温度センサー
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 65 mL 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 0 ppm 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 0.01 ppm を下回ったところで回転電極を 900 rpm に回転して、0.1 V vs. Ag/AgCl から -0.75 V vs. Ag/AgCl の範囲で掃引速度 0.01 V/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°C 〜 27.6°C 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。
また、 -0.6 V 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。
モニターに使用した商品
| 品名 | |
| ＊1 | Firesting 酸素モニター (4ch) |
| ＊2 | RRDE-3A 回転リングディスク電極装置 Ver.1.2 |
| ＊3 | ALS700Eデュアル電気化学アナライザー |
| ＊4 | 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 |
| ＊5 | OXSP5 O2スポットセンサー(8個) |
| ＊6 | 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 現在は、後継モデルの FireSting O2-C 酸素モニター (4ch)（商品コード：013730）に移行
＊2 現在は、後継モデルの RRDE-3A 回転リングディスク電極装置 Ver.3.0（商品コード：013725）に移行
＊3 現在は、後継モデルの ALSモデル700F デュアル電気化学アナライザー（商品コード：013885）に移行
＊4 現在は、後継品の OXROB10-OI 遮光性ステンレスO2ミニプローブ(2m)（商品コード：012993）に移行
＊5 現在は、後継品の OXSP5OI 遮光性O2スポットセンサー(8個)（商品コード：013744）に移行
＊6 現在は、互換品の SPFIB-BARE スポットファイバー (片端研磨)（商品コード：012993）に統合
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。
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。
