KR20020007530A - an electro-chemical sensor having cleaning means of using stripping and a cleaning method of the same - Google Patents

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KR20020007530A
KR20020007530A KR1020000040712A KR20000040712A KR20020007530A KR 20020007530 A KR20020007530 A KR 20020007530A KR 1020000040712 A KR1020000040712 A KR 1020000040712A KR 20000040712 A KR20000040712 A KR 20000040712A KR 20020007530 A KR20020007530 A KR 20020007530A
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KR1020000040712A
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조성진
주재백
유창환
황호재
김상묵
송찬혁
이용걸
김종상
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유창환, 황호재
주식회사 에코아이티이십일
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Abstract

PURPOSE: An electric chemical sensor having a stripping cleaning element and a method for cleaning thereof are provided to clean working electrodes by oxidating impurities adsorbed to the working electrodes by using cleaning electrodes. CONSTITUTION: An electric chemical sensor having a stripping cleaning element includes first electrodes(2) formed of a plurality of pin type electrodes connected to one another, a second electrode(4) serving as an opposite electrode of the first electrodes in case of measurement, a third electrode(3) serving as an opposite electrode of the first electrodes in case of cleaning, and a main body(1) to which the first to third electrodes are fixed, wherein the third electrode has an exposed area less 1/5 than the second electrode.

Description

스트리핑을 이용한 세정 수단을 가지는 전기 화학식 센서 및 그 세정 방법{an electro-chemical sensor having cleaning means of using stripping and a cleaning method of the same}An electro-chemical sensor having cleaning means of using stripping and a cleaning method of the same}

본 발명은 전기 화학식 센서에 관한 것으로서, 특히 스트리핑(stripping) 방법을 이용한 세정 수단을 가지는 전기 화학식 센서에 관한 것이다.The present invention relates to an electrochemical sensor, and more particularly to an electrochemical sensor having cleaning means using a stripping method.

수질의 측정이나 액체의 성분 분석 등을 위하여 다양한 종류의 센서가 사용되고 있다. 예를 들어, 물에 포함되어 있는 잔류 염소 농도, 오존 농도, 용존 산소량 등을 측정하기 위하여 미생물을 이용한 센서나 전기 화학식 센서 등이 사용되고 있다. 이 중에서 전기 화학식 센서는 시료 내에 센서의 두 전극을 담그고 두 전극 사이에 전압을 인가하거나 전류를 흘릴 때 시료 내에 포함되어 있는 잔류 염소 등의 농도에 따라 전류량이나 전압이 달라지는 것을 이용한 것으로서, 2개의 전극이 하나의 몸체에 결합되어 있는 복합 전극 형태를 가진다.Various types of sensors are used for measuring water quality and analyzing the composition of liquids. For example, in order to measure the residual chlorine concentration, ozone concentration, dissolved oxygen, etc. contained in water, sensors using microorganisms, electrochemical sensors, and the like are used. Among them, the electrochemical sensor is used by dipping the two electrodes of the sensor in a sample and applying a current amount or voltage according to the concentration of residual chlorine or the like contained in the sample when voltage is applied or flows between the two electrodes. It has a form of a composite electrode coupled to this one body.

그런데 전기 화학식 센서를 장시간 사용할 경우 센서를 구성하고 있는 전극에 불순물들이 흡착하여 센서의 감응 특성을 현저히 저하시킨다. 따라서 센서를 주기적으로 세정할 필요가 있으며 그 방법에는 여러 가지가 있다. 대표적인 방법으로 기계적 세정 방법이 있으며, 여기에는 전극의 표면을 계속하여 깎아내는 회전 연마 방법, 환형(ring type) 브러쉬 또는 실리콘 고무로 연속적으로 닦아주는 방식, 전극을 세라믹 구슬들 속에서 타원형으로 회전시켜 세정하는 방법 등이 있다. 그러나 기계적 세정 방식은 전극 표면에 손상을 입히고, 세정 장치를 구성하는데 비용이 많이 들기 때문에 수질의 상태가 매우 좋지 못한 곳이나 고형 부유 물질이 많은 곳 이외에는 비경제적이다. 또 화학적 세정 방법이 있는데, 이는 화학 약품을 가하여 전극에 부착되어 있는 불순물을 제거하는 것으로 폐수 처리장에서 사용되는 센서에는 적합하지만 수질의 상태가 깨끗한 정수장이나 수영장에서 사용하기에는 부적합하다. 이외에도 물분사 방식과 공기 분사 방식 등이 있으나 이들은 각각 겨울에 동파 위험이 있거나 장비가 고가인 등의 단점이 있다.However, when the electrochemical sensor is used for a long time, impurities are adsorbed to the electrodes constituting the sensor, thereby significantly reducing the sensor's response characteristics. Therefore, it is necessary to periodically clean the sensor, and there are several methods. Typical methods include mechanical cleaning methods, such as a rotary polishing method that continuously scrapes the surface of an electrode, a method of continuously wiping with a ring type brush or silicone rubber, and rotating the electrode in an oval shape in ceramic beads. There is a method of washing. However, the mechanical cleaning method is uneconomical except for places where the quality of the water is not very good or where there is a lot of solid suspended solids because it damages the electrode surface and is expensive to construct the cleaning device. There is also a chemical cleaning method, which removes impurities attached to the electrodes by applying chemicals, which is suitable for sensors used in wastewater treatment plants, but not for use in water purification plants or swimming pools where the water quality is clean. In addition, there are water spraying methods and air spraying methods, but each of them has disadvantages such as freezing risk in winter or expensive equipment.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스트리핑을 이용한 세정 수단을 가지는 전기 화학식 센서와 그 세정 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an electrochemical sensor having a cleaning means using stripping and a cleaning method thereof.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 우수한 전극 복원력과 유지 관리 비용면에서 경제적인 전기 화학식 센서와 그 세정 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an electrochemical sensor and a cleaning method thereof that are economical in terms of excellent electrode resilience and maintenance cost.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 세정 수단을 가지는 전기 화학식 센서의 사시도이고,1 is a perspective view of an electrochemical sensor having cleaning means according to a first embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세정 수단을 가지는 전기 화학식 센서의 사시도이고,2 is a perspective view of an electrochemical sensor having cleaning means according to a second embodiment of the invention,

도 3은 도 2의 전기 화학식 센서가 제어부에 연결된 상태에서의 배선도이고,3 is a wiring diagram in a state where the electrochemical sensor of FIG. 2 is connected to a control unit;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 화학식 센서를 잔류 염소 농도 측정에 사용하기 위한 측정 장치의 구성도이고,4 is a block diagram of a measuring device for using the electrochemical sensor according to an embodiment of the present invention for the measurement of residual chlorine concentration,

도 5는 사용 초기의 잔류 염소 측정 센서와 5시간을 사용한 후 세정을 하지 않은 센서의 I-V 곡선을 비교한 그래프이고,5 is a graph comparing the I-V curves of the residual chlorine measurement sensor at the beginning of use and the sensor not cleaned after 5 hours of use.

도 6은 사용 초기의 잔류 염소 측정 센서와 본 발명의 실시예에 따른 전기 화학적 세정 수단을 이용하여 세정 처리한 센서의 I-V 곡선을 비교한 그래프이다.6 is a graph comparing the I-V curves of the residual chlorine measurement sensor at the beginning of use and the sensor cleaned using the electrochemical cleaning means according to the embodiment of the present invention.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 세정용 전극을 측정용 전극과 별도로 형성한다.In order to solve this problem, in the present invention, the cleaning electrode is formed separately from the measuring electrode.

구체적으로는, 제1 전극, 측정시에 제1 전극의 대향 전극으로 사용되는 제2 전극, 세정시에 제1 전극의 대향 전극으로 사용되는 제3 전극, 제1 내지 제3 전극을 고정시키는 본체를 포함하는 전기 화학식 센서를 마련한다.Specifically, the first electrode, the second electrode used as the counter electrode of the first electrode at the time of measurement, the third electrode used as the counter electrode of the first electrode at the time of cleaning, and the main body for fixing the first to third electrodes To provide an electrochemical sensor comprising a.

이러한 전기 화학식 센서는 제1 전극을 제2 전극과 연결한 상태에서 제1 전극에 환원 전위를 인가하고 일정 시간 유지하는 제1 단계, 제1 전극을 제2 전극 대신 제3 전극과 연결하는 제2 단계, 제1 전극에 인가되는 전위를 변화시키는 제3 단계를 포함하는 세정 방법을 사용하여 세정한다.The electrochemical sensor has a first step of applying a reduction potential to the first electrode and maintaining a predetermined time while connecting the first electrode to the second electrode, and a second connecting the first electrode to the third electrode instead of the second electrode. Cleaning using a cleaning method comprising a third step of changing a potential applied to the first electrode.

그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 화학적 세정 수단을 가지는 잔류 염소 측정용 센서에 대하여 설명한다.Next, a sensor for measuring residual chlorine having an electrochemical cleaning means according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스트리핑을 이용한 세정 수단을 가지는 전기 화학식 센서의 사시도이다.1 is a perspective view of an electrochemical sensor having cleaning means using stripping according to an embodiment of the invention.

본 발명의 실시예에 따른 잔류 염소 측정 센서의 본체(1)는 내구성이 좋고 가공이 용이한 폴리 염화 비닐(PVC)로 형성되어 있다. 본체(1) 하부에는 백금(Pt)으로 이루어진 작업 전극(2)이 코일 형태로 감겨 있고, 작업 전극(2) 아래에는 Pt로 이루어진 세정용 전극(3)이 점 형태로 노출되어 있으며, 세정용 전극(3) 아래에는 은/염화은(Ag/AgCl) 또는 은(Ag) 이나 금(Au)으로 이루어진 기준 전극(4)이 형성되어 있다. 본체에는 제어 장치(도시하지 않음)와 연결되어 있는 센서 케이블(40)이 연결되어 있다. 작업 전극(2), 세정용 전극(3) 및 기준 전극(4)은 센서 케이블(40) 내에 형성되어 있으며 서로 절연되어 있는 3개의 도선(도시하지 않음)에 연결되어 각각 제어 장치에 연결된다.The main body 1 of the residual chlorine measuring sensor according to the embodiment of the present invention is formed of polyvinyl chloride (PVC), which is durable and easy to process. The working electrode 2 made of platinum Pt is wound in the form of a coil under the main body 1, and the cleaning electrode 3 made of Pt is exposed in the form of dots under the working electrode 2. Under the electrode 3, a reference electrode 4 made of silver / silver chloride (Ag / AgCl) or silver (Ag) or gold (Au) is formed. The main body is connected with a sensor cable 40 connected to a control device (not shown). The working electrode 2, the cleaning electrode 3, and the reference electrode 4 are formed in the sensor cable 40 and are connected to three conductive wires (not shown) which are insulated from each other and are respectively connected to the control device.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세정 수단을 가지는 전기 화학식 센서의 사시도이고, 도 3은 도 2의 전기 화학식 센서가 제어 장치에 연결된 상태에서의 배선도이다.2 is a perspective view of an electrochemical sensor having cleaning means according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a wiring diagram in a state where the electrochemical sensor of FIG. 2 is connected to a control device.

폴리 염화 비닐로 이루어진 본체(1)의 하단면에 백금으로 이루어진 작업 전극(2)과 세정용 전극(3) 그리고 Ag/AgCl 또는 은(Ag) 이나 금(Au)으로 이루어진 기준 전극(4)이 노출되어 있다. 작업 전극(2)은 가는 원통 즉, 핀(pin)형 전극 수 개가 하나의 원주상에 일정한 간격으로 배치되어 있는 어레이(array) 방식을 취하고 있고 이들 핀형 전극은 센서 본체(1) 내부에서 서로 연결되어 있다. 세정용 전극(3)은 핀형 전극 하나로 이루어져 있으며, 기준 전극(4)은 작업 전극(2)이나 세정용 전극(3)에 비하여 굵은 원통형 전극 하나로 이루어져 있다. 3개의 전극(2,3, 4)의 노출되어 있는 면은 원형 단면을 이루고 있다. 또 3개의 전극(2, 3, 4)은 서로 절연되어 있으며 센서 케이블(40)에 내장되어 있는 3개의 도선을 통하여 제어 장치(30)에 연결되어 있다. 제어 장치(30)에는 전원부(31)와 감지부(32)가 형성되어 있고, 작업 전극(2)을 세정용 전극(3)이나 기준 전극(4) 중의 어느 하나에 연결시킬 수 있는 스위치(33)가 형성되어 있다.On the lower surface of the body 1 made of polyvinyl chloride, a working electrode 2 made of platinum, a cleaning electrode 3, and a reference electrode 4 made of Ag / AgCl or silver (Ag) or gold (Au) Exposed The working electrode 2 has a thin cylinder, that is, an array method in which several pin-shaped electrodes are arranged at regular intervals on one circumference, and these pin-shaped electrodes are connected to each other inside the sensor body 1. It is. The cleaning electrode 3 is composed of one pin-shaped electrode, and the reference electrode 4 is composed of one cylindrical electrode thicker than the working electrode 2 or the cleaning electrode 3. The exposed surfaces of the three electrodes 2, 3 and 4 form a circular cross section. In addition, the three electrodes 2, 3, and 4 are insulated from each other and connected to the control device 30 through three conductors embedded in the sensor cable 40. The control device 30 is provided with a power supply unit 31 and a sensing unit 32, and a switch 33 capable of connecting the working electrode 2 to either the cleaning electrode 3 or the reference electrode 4. ) Is formed.

여기서 세정용 전극(3)을 핀형으로 형성하여 노출되는 면을 작게 한 것은 후술하는 바와 같이, 세정 과정에서 흡착되는 불순물이 일정량 이상 축적되는 것을 방지하여 세정용 전극(3)에 흡착되어 있던 불순물에 의한 이차 오염으로 시료가 변질되는 것을 방지하기 위함이다. 따라서 세정용 전극(3)의 노출 면적은 기준 전극(4)의 노출 면적에 비하여 1/5 이하인 것이 바람직하다. 또 작업 전극(2)을 핀형 전극을 다수 개 연결하여 형성한 것은 일부 핀형 전극에 불순물이 흡착되어 있더라도 나머지 핀형 전극을 통하여 기능을 발휘할 수 있도록 하기 위함이다.The pinned shape of the cleaning electrode 3 is made smaller so that the exposed surface is prevented from accumulating more than a predetermined amount of impurities adsorbed in the cleaning process to the impurities adsorbed on the cleaning electrode 3. This is to prevent the sample from being deteriorated by secondary contamination caused by this. Therefore, it is preferable that the exposed area of the cleaning electrode 3 is 1/5 or less compared with the exposed area of the reference electrode 4. In addition, the working electrode 2 is formed by connecting a plurality of pin-shaped electrodes in order to exert a function through the remaining pin-type electrodes even when impurities are adsorbed to some of the pin-type electrodes.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 화학식 센서를 잔류 염소 농도 측정에 사용하기 위한 측정 장치의 구성도이다.4 is a block diagram of a measuring device for using the electrochemical sensor according to an embodiment of the present invention for the measurement of residual chlorine concentration.

플로셀(flow cell)(80) 내에 본 발명의 실시예에 다른 전기 화학식 센서(10)와 온도 센서(20)가 설치되어 있고, 이들 전기 화학식 센서(10)와 온도 센서(20)는 센서 케이블(40, 50)을 통하여 제어 장치(30)에 연결되어 있다. 플로셀(80)에는 시료의 인입 배관(60)과 배출 배관(70)이 연결되어 있다. 여기서 플로셀(80)은 시료를 일시 저장하여 전기 화학식 센서(10)로 하여금 잔류 염소 농도나 오존 농도 등을 측정할 수 있도록 하기 위한 용기이고, 제어 장치(30)는 온도 센서(20)와 잔류 염소 측정 센서(10)로부터 각각 수신된 전기적 신호를 가공하여 온도와 잔류 염소나 오존의 농도 등으로 표시하며, 전기 화학적 센서(10)의 측정 동작 및 전극 세정 동작을 제어한다.The electrochemical sensor 10 and the temperature sensor 20 are installed in the flow cell 80 according to the embodiment of the present invention, and the electrochemical sensor 10 and the temperature sensor 20 are sensor cables. It is connected to the control device 30 via 40, 50. The inlet pipe 60 and the discharge pipe 70 of the sample are connected to the flow cell 80. Here, the flow cell 80 is a container for temporarily storing a sample so that the electrochemical sensor 10 can measure the residual chlorine concentration or the ozone concentration, and the control device 30 is the temperature sensor 20 and the residual material. The electrical signals received from the chlorine measurement sensor 10 are processed and displayed by the temperature, the concentration of residual chlorine or ozone, and the like, and the measurement operation and the electrode cleaning operation of the electrochemical sensor 10 are controlled.

이러한 스트리핑을 이용한 세정 수단을 가지는 전기 화학식 센서의 동작을 설명한다.The operation of the electrochemical sensor having cleaning means using such stripping will be described.

본 발명의 실시예에 따른 전기 화학적 센서의 동작은 그 본연의 기능인 잔류 염소나 오존의 농도 또는 용존 산소량 등의 측정과 자체적인 전극 세정으로 나눌 수 있고, 이중 자체 세정 방법으로는 선형 주사 양극 스트리핑 전압-전류법(LSASV), 시차 펄스 양극 스트리핑 전압-전류법(DPASV) 및 구형파(네모파) 펄스 양극 스트리핑 전압-전류법 등이 있다.The operation of the electrochemical sensor according to the embodiment of the present invention can be divided into its own functions, such as the measurement of the concentration of residual chlorine and ozone or the amount of dissolved oxygen, and its own electrode cleaning. -A current method (LSASV), a differential pulse bipolar stripping voltage-current method (DPASV), and a square wave (square wave) pulse bipolar stripping voltage-current method.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 전기 화학적 센서의 측정 방법에 대하여 잔류 염소를 측정하는 경우를 예로 들어 설명한다.First, the case of measuring the residual chlorine with respect to the measuring method of the electrochemical sensor according to the embodiment of the present invention will be described as an example.

센서의 두 전극을 시료에 담그고 잔류 염소를 측정한다. 측정시 Pt 와이어 또는 어레이 방식 전극인 작업 전극(2)은 양극으로 사용되고 Ag/AgCl, Ag, Au 등으로 이루어진 기준 전극(4)은 음극으로 사용된다. 잔류 염소 측정시에는 Pt로 이루어진 점 전극인 세정용 전극(3)은 측정 회로와 단절되어 있다.Dip the two electrodes of the sensor into the sample and measure the residual chlorine. In the measurement, the working electrode 2, which is a Pt wire or array type electrode, is used as the anode and the reference electrode 4 made of Ag / AgCl, Ag, Au, etc. is used as the cathode. In the residual chlorine measurement, the cleaning electrode 3, which is a point electrode made of Pt, is disconnected from the measurement circuit.

작업 전극(2)과 기준 전극(4) 사이에 일정 시간동안 전압을 인가하면 전해에 의하여 양극인 작업 전극(2) 주변에서 잔류 염소가 염소 가스가 되거나 차아염소산(HOCl) 또는 염산(HCl)이 되는 반응에 의하여 두 전극(2, 4) 사이를 흐르는 전류가 결정된다. 이 전류를 검출하여 잔류 염소량을 측정할 수 있다. 이와는 달리 잔류 염소 농도에 따른 전압 변화를 측정하는 것도 가능하다.When a voltage is applied between the working electrode 2 and the reference electrode 4 for a predetermined time, residual chlorine becomes chlorine gas or hypochlorous acid (HOCl) or hydrochloric acid (HCl) around the working electrode 2, which is an anode by electrolysis. The resulting reaction determines the current flowing between the two electrodes 2, 4. The amount of residual chlorine can be measured by detecting this current. Alternatively, it is also possible to measure the voltage change with residual chlorine concentration.

이상과 같은 방법으로 장시간 동안 센서를 측정에 사용하면 양극인 작업 전극(2) 표면에 불순물 이온이 흡착되고 센서의 감응 특성이 현저히 저하된다. 이렇게 되면 다음과 같은 방법으로 작업 전극(2)을 세정하여 감응 특성을 회복시킨다.When the sensor is used for the measurement for a long time in the above manner, impurity ions are adsorbed on the surface of the working electrode 2 which is the anode, and the sensitivity of the sensor is significantly reduced. In this case, the working electrode 2 is cleaned in the following manner to restore the sensitivity.

먼저, 선형 주사 양극 스트리핑 전압-전류법에 대하여 단계를 나누어 설명한다.First, the linear scanning anode stripping voltage-current method will be described by dividing the steps.

제1 단계 : 작업 전극(2)이 기준 전극(4)에 연결되어 있는 상태에서 불순물이 흡착되어 있는 작업 전극(2)에 -1.5V에서 -1V 사이의 환원 전위를 인가한다. 대체로 측정시보다 조금 낮은 전위를 환원 전위로 인가하는 것이 바람직하다.First step: A reducing potential of -1.5 V to -1 V is applied to the working electrode 2 to which impurities are adsorbed while the working electrode 2 is connected to the reference electrode 4. It is generally desirable to apply a lower potential as the reduction potential than when measured.

제2 단계 : 작업 전극(2)에 환원 전위를 인가한 상태를 약 5분간 유지하여 충분히 많은 이온들이 석출되도록 한다. 작업 전극(2)에서 이온들이 석출되는 동안에는 시료가 플로셀(80) 내로 유입되는 것을 막는다.Second step: A state in which a reduction potential is applied to the working electrode 2 is maintained for about 5 minutes so that enough ions are precipitated. While ions are precipitated at the working electrode 2, the sample is prevented from entering the flow cell 80.

제3 단계 : 스위치(33)를 이용하여 작업 전극(2)을 세정용 전극(3)과 연결시킨다.Third step: The working electrode 2 is connected to the cleaning electrode 3 using the switch 33.

제4 단계 : 작업 전극(2)의 전위를 -1.3V에서 양의 전위를 향하여 선형으로 증가시킨다. 이 때, 작업 전극(2)에 최종적으로 인가되는 전위는 시료의 종류 등에 따라 가변적이다.Fourth Step: The potential of the working electrode 2 is increased linearly towards the positive potential at -1.3V. At this time, the potential finally applied to the working electrode 2 varies depending on the type of the sample or the like.

이렇게 하면, 작업 전극(2)에 흡착되어 있던 불순물들이 각각의 산화 전위에 이르러 작업 전극(2)으로부터 떨어져 나와 시료 용액에 용해되고 그 일부는 세정용 전극(4)에 재흡착하게 된다.In this way, the impurities adsorbed on the working electrode 2 reach the respective oxidation potentials and are separated from the working electrode 2 to be dissolved in the sample solution, and some of the impurities are resorbed to the cleaning electrode 4.

다음으로 시차 펄스 양극 스트리핑 전압-전류법을 설명한다.Next, the differential pulse anode stripping voltage-current method will be described.

제1 단계 내지 제3 단계까지는 선형 주사 양극 스트리핑 전압-전류법과 동일하다.The first to third steps are the same as the linear scan anode stripping voltammetry.

제4 단계 : 작업 전극(2)의 전위를 -1.3V에서 양의 전위를 향하여 계단파 모양으로 증가시킨다. 이 때, 인가 전압의 스캔비(scan rate)는 5mV/s이고, 펄스비(pulse rate)는 0.5/s이다.Fourth Step: The potential of the working electrode 2 is increased stepwise at -1.3V toward the positive potential. At this time, the scan rate of the applied voltage is 5 mV / s, and the pulse rate is 0.5 / s.

마지막으로 구형파 펄스 양극 스트리핑 전압-전류법을 설명한다.Finally, the square-wave pulse bipolar stripping voltage-current method is described.

제1 단계 내지 제3 단계까지는 선형 주사 양극 스트리핑 전압-전류법과 동일하다.The first to third steps are the same as the linear scan anode stripping voltammetry.

제4 단계 : -1.3V이던 작업 전극(2)에 양의 방향으로 구형파 펄스 전위를 가한다.Step 4: Apply a square wave pulse potential in the positive direction to the working electrode 2 which was -1.3V.

이상의 전기 화학식 센서의 세정 방법인 스트리핑법은 시료 용액 중에 극미량으로 존재하는 이온들을 전극에 석출시키고, 다시 용액 중으로 산화시켜 벗겨 내는 방법이다. 이온들을 산화시켜 벗겨내는 방법을 통하여 작업 전극(2)은 원래의 상태로 복원되고, 세정용 전극만 지속적으로 교체해 주거나 산세척 해주면 센서는 반영구적으로 사용할 수 있다.The stripping method, which is a cleaning method of the electrochemical sensor, is a method of depositing extremely small amounts of ions in a sample solution on an electrode, oxidizing it into a solution, and then peeling it off. The working electrode 2 is restored to its original state by oxidizing and removing ions, and the sensor can be used semi-permanently if only the cleaning electrode is continuously replaced or pickled.

도 5는 사용 초기의 잔류 염소 측정 센서와 5시간을 사용한 후 세정을 하지 않은 센서의 I-V 곡선을 비교한 그래프이다.5 is a graph comparing I-V curves of a residual chlorine measurement sensor at the beginning of use and a sensor not cleaned after 5 hours of use.

전위 구간 0에서 -1.2V 영역에서 나타나는 전류 밀도의 특성을 관찰한 결과 사용 초기의 센서는 전류밀도가 0부근에서 크게 변동하지 않는 반면 장시간 사용한센서는 전류밀도가 0nA/㎠에서 -10nA/㎠ 사이에서 불규칙하게 진동하고 있음을 알 수 있다.As a result of observing the characteristic of the current density appearing in the -1.2V region in the potential section 0, the sensor of the initial use does not change much around 0, whereas the sensor used for a long time has the current density between 0nA / ㎠ and -10nA / ㎠ It can be seen that the oscillation irregularly.

도 6은 사용 초기의 잔류 염소 측정 센서와 본 발명의 실시예에 따른 스트리핑을 이용한 세정 수단을 이용하여 세정 처리한 센서의 I-V 곡선을 비교한 그래프이다.6 is a graph comparing the I-V curves of the residual chlorine measurement sensor at the beginning of use and the sensor cleaned by using a cleaning means using stripping according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 스트리핑을 이용한 세정을 실시한 센서는 사용 초기의 센서와 거의 유사한 특성을 나타내고 있다.The sensor subjected to cleaning using stripping according to the present invention shows almost similar characteristics to the sensor at the beginning of use.

결국, 본 발명에 따라 세정을 실시한 센서가 세정 처리하지 않은 센서보다 우수한 전위-전류 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.As a result, it can be confirmed that the sensor cleaned according to the present invention exhibits a potential-current characteristic superior to that of the sensor not cleaned.

본 발명에 따르면 세정 전극을 이용하여 작업 전극에 흡착되어 있는 불순물을 산화시켜 벗겨냄으로서 작업 전극을 세정할 수 있다. 불순물들은 특정 전위에 이르러 산화되어 용액 중에 용해되거나 세정 전극에 재흡착되게 된다. 세정 전극은 심하게 오염되더라도 센서의 감응 특성에는 영향을 미치지 않으며 일정 기간 사용 후 교체하거나 세척하여 재사용할 수 있다.According to the present invention, the working electrode can be cleaned by oxidizing and peeling away impurities adsorbed on the working electrode using the cleaning electrode. Impurities can be oxidized to a certain potential and dissolved in solution or resorbed to the cleaning electrode. Even if the cleaning electrode is heavily soiled, it does not affect the sensor's response characteristics and can be replaced or cleaned after reuse for a period of time.

Claims (13)

제1 전극,First electrode, 측정시에 상기 제1 전극의 대향 전극으로 사용되는 제2 전극,A second electrode used as a counter electrode of the first electrode at the time of measurement, 세정시에 상기 제1 전극의 대향 전극으로 사용되는 제3 전극,A third electrode used as a counter electrode of the first electrode at the time of cleaning, 상기 제1 내지 제3 전극을 고정시키는 본체Body to fix the first to third electrodes 를 포함하는 전기 화학식 센서.Electrochemical sensor comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 제1 전극은 다수의 핀형 전극이 서로 연결되어 있는 형태인 전기 화학식 센서.The first electrode is an electrochemical sensor having a form in which a plurality of pin-shaped electrodes are connected to each other. 제1항에서,In claim 1, 상기 제3 전극은 상기 제2 전극에 비하여 노출되어 있는 면적이 1/5 이하인 전기 화학식 센서.The third electrode is an electrochemical sensor having an area of 1/5 or less exposed than the second electrode. 제1항에서,In claim 1, 상기 제1 전극과 제3 전극은 Pt로 이루어져 있는 전기 화학식 센서.The first electrode and the third electrode of the electrochemical sensor consisting of Pt. 제4항에서,In claim 4, 상기 제2 전극은 Ag/AgCl, Ag 및 Au 중의 어느 하나로 이루어져 있는 전기 화학식 센서.The second electrode is an electrochemical sensor consisting of any one of Ag / AgCl, Ag and Au. 제1항에서,In claim 1, 세정은Cleaning 상기 제1 전극이 상기 제2 전극과 연결되어 있는 상태에서 상기 제1 전극에 환원 전위를 인가하고 일정 시간 유지하는 단계,Applying a reduction potential to the first electrode and maintaining the same for a predetermined time while the first electrode is connected to the second electrode; 상기 제1 전극을 상기 제3 전극과 연결하고 상기 제1 전극의 전위를 선형적으로 증가시키는 단계Connecting the first electrode to the third electrode and linearly increasing the potential of the first electrode 를 포함하는 과정을 통하여 이루어지는 전기 화학식 센서.Electrochemical sensor made through a process comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 제1 전극이 상기 제2 전극과 연결되어 있는 상태에서 상기 제1 전극에 환원 전위를 인가하고 일정 시간 유지하는 단계,Applying a reduction potential to the first electrode and maintaining the same for a predetermined time while the first electrode is connected to the second electrode; 상기 제1 전극을 상기 제3 전극과 연결하고 상기 제1 전극의 전위를 계단형으로 증가시키는 단계Connecting the first electrode with the third electrode and increasing the potential of the first electrode stepwise 를 포함하는 과정을 통하여 이루어지는 전기 화학식 센서.Electrochemical sensor made through a process comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 제1 전극이 상기 제2 전극과 연결되어 있는 상태에서 상기 제1 전극에환원 전위를 인가하고 일정 시간 유지하는 단계,Applying a reduction potential to the first electrode and maintaining it for a predetermined time while the first electrode is connected to the second electrode; 상기 제1 전극을 상기 제3 전극과 연결하고 상기 제1 전극의 전위로 구형파 펄스를 인가하는 단계Connecting the first electrode to the third electrode and applying a square wave pulse to a potential of the first electrode 를 포함하는 과정을 통하여 이루어지는 전기 화학식 센서.Electrochemical sensor made through a process comprising a. 제1 내지 제3 전극을 포함하는 전기 화학식 센서의 세정 방법에 있어서,In the cleaning method of the electrochemical sensor comprising the first to third electrodes, 상기 제1 전극을 상기 제2 전극과 연결한 상태에서 상기 제1 전극에 환원 전위를 인가하고 일정 시간 유지하는 제1 단계,A first step of applying a reduction potential to the first electrode in a state in which the first electrode is connected to the second electrode and maintaining the same for a predetermined time; 상기 제1 전극을 상기 제2 전극 대신 상기 제3 전극과 연결하는 제2 단계,A second step of connecting the first electrode to the third electrode instead of the second electrode, 상기 제1 전극에 인가되는 전위를 변화시키는 제3 단계A third step of changing a potential applied to the first electrode 를 포함하는 전기 화학식 센서의 세정 방법.Method of cleaning the electrochemical sensor comprising a. 제9항에서,In claim 9, 상기 제3 단계는 상기 제1 전극의 전위를 선형적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 전기 화학식 센서의 세정 방법.And the third step of linearly increasing the potential of the first electrode. 제9항에서,In claim 9, 상기 제3 단계는 상기 제1 전극의 전위를 계단파형으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 전기 화학식 센서의 세정 방법.The third step of the cleaning method of the electrochemical sensor, characterized in that for increasing the potential of the first electrode in the step waveform. 제9항에서,In claim 9, 상기 제3 단계는 상기 제1 전극의 전위로 구형파 펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 화학식 센서의 세정 방법.The third step is a cleaning method of the electrochemical sensor, characterized in that for applying a square wave pulse to the potential of the first electrode. 제10항 내지 제12항 중의 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 10 to 12, 상기 제1 단계의 환원 전위는 -1.5V에서 -1V 사이이고, 상기 제2 단계의 일정 시간은 5분 이상인 것을 특징으로 하는 전기 화학식 세정 방법.The reduction potential of the first step is between -1.5V to -1V, the predetermined time of the second step is an electrochemical cleaning method, characterized in that more than 5 minutes.
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