Πώς λειτουργούν οι αναλυτές διαλυμένου οξυγόνου
Η περιεκτικότητα του νερού σε οξυγόνο μπορεί να δείξει πλήρως τον βαθμό αυτοκαθαρισμού του νερού. Για μονάδες βιολογικού καθαρισμού που χρησιμοποιούν ενεργή ιλύ, είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε την περιεκτικότητα σε οξυγόνο των δεξαμενών αερισμού και της τάφρου οξείδωσης. Η αύξηση του διαλυμένου οξυγόνου στα λύματα θα προωθήσει βιολογικές δραστηριότητες εκτός από τους αναερόβιους μικροοργανισμούς, έτσι μπορεί να αφαιρέσει πτητικές ουσίες και να διευκολύνει τα φυσικά οξειδωμένα ιόντα να καθαρίσουν τα λύματα.
Υπάρχουν τρεις κύριες μέθοδοι για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε οξυγόνο: αυτόματη χρωματομετρική ανάλυση και μέτρηση χημικής ανάλυσης, μέτρηση παραμαγνητικής μεθόδου και μέτρηση με ηλεκτροχημική μέθοδο. Η ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό μετριέται γενικά με ηλεκτροχημική μέθοδο. Το εργοστάσιο της Mai έχει υιοθετήσει αισθητήρα διαλυμένου οξυγόνου HD369L και πομπό διαλυμένου οξυγόνου MX30.
Το οξυγόνο μπορεί να διαλυθεί στο νερό και η διαλυτότητα εξαρτάται από τη θερμοκρασία, τη συνολική πίεση της επιφάνειας του νερού, τη μερική πίεση και τα άλατα που διαλύονται στο νερό. Όσο μεγαλύτερη είναι η ατμοσφαιρική πίεση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα του νερού να διαλύει το οξυγόνο. Η σχέση καθορίζεται από το νόμο του Henry και το νόμο του Dalton. Ο νόμος του Henry λέει ότι η διαλυτότητα ενός αερίου είναι ανάλογη της μερικής του πίεσης.
Πάρτε για παράδειγμα τον αισθητήρα διαλυμένου οξυγόνου HD369L. Το ηλεκτρόδιο αποτελείται από μια κάθοδο (συνήθως κατασκευασμένη από χρυσό και πλατίνα), ένα αντίθετο ηλεκτρόδιο (ασήμι) με ρεύμα και ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς (ασήμι) χωρίς ρεύμα. Το ηλεκτρόδιο βυθίζεται σε έναν ηλεκτρολύτη όπως KCl, KOH και ο αισθητήρας καλύπτεται από ένα διάφραγμα. Τα ηλεκτρόδια και ο ηλεκτρολύτης διαχωρίζονται από το υγρό που μετράται, προστατεύοντας έτσι τον αισθητήρα από τη διαφυγή του ηλεκτρολύτη και την εισχώρηση ξένων ουσιών που θα προκαλούσαν μόλυνση και δηλητηρίαση.
Μια πολωτική τάση εφαρμόζεται μεταξύ του αντίθετου ηλεκτροδίου και της καθόδου. Εάν η κυψέλη μέτρησης βυθιστεί σε νερό με διαλυμένο οξυγόνο, το οξυγόνο διαχέεται μέσω του διαφράγματος και τα μόρια οξυγόνου που υπάρχουν στην κάθοδο (περσόνα ηλεκτρονίων) ανάγονται σε ιόντα υδροξειδίου:
Ένα ηλεκτροχημικό ισοδύναμο χλωριούχου αργύρου κατακρημνίζεται στο αντίθετο ηλεκτρόδιο (έλλειψη ηλεκτρονίου): 4Ag συν 4Cl-? 4AgCl συν 4e-.
Για κάθε μόριο οξυγόνου, η κάθοδος εκπέμπει 4 ηλεκτρόνια και το αντίθετο ηλεκτρόδιο δέχεται ηλεκτρόνια για να σχηματίσει ρεύμα. Το μέγεθος του ρεύματος είναι ανάλογο της μερικής πίεσης του οξυγόνου των μετρούμενων λυμάτων. Το σήμα αποστέλλεται στον μετασχηματιστή μαζί με το σήμα θερμοκρασίας που μετράται από τη θερμική αντίσταση στον αισθητήρα. Ο πομπός υπολογίζει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο νερό χρησιμοποιώντας την καμπύλη σχέσης μεταξύ της περιεκτικότητας σε οξυγόνο που είναι αποθηκευμένη στον αισθητήρα και της μερικής πίεσης και θερμοκρασίας του οξυγόνου και στη συνέχεια το μετατρέπει σε μια τυπική έξοδο σήματος. Η λειτουργία του ηλεκτροδίου αναφοράς είναι να προσδιορίζει το καθοδικό δυναμικό.
Ο χρόνος απόκρισης του αισθητήρα διαλυμένου οξυγόνου HDL369L είναι: 90 τοις εκατό της τελικής μετρούμενης τιμής μετά από 3 λεπτά και 99 τοις εκατό της τελικής μετρούμενης τιμής μετά από 9 λεπτά. η ελάχιστη απαίτηση παροχής είναι 0,5 cm/s.
