Εισαγωγή στην αρχή του φορητού μετρητή διαλυμένου οξυγόνου
Υπάρχουν τρεις κύριες μέθοδοι μέτρησης της περιεκτικότητας σε οξυγόνο: αυτόματη χρωματομετρική ανάλυση και μέτρηση χημικής ανάλυσης, μέτρηση με παραμαγνητική μέθοδο και μέτρηση με ηλεκτροχημική μέθοδο. Η ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό μετριέται γενικά με ηλεκτροχημικές μεθόδους. Η μονάδα χρησιμοποιεί αισθητήρα διαλυμένου οξυγόνου COS4 και πομπό διαλυμένου οξυγόνου COM252. Το οξυγόνο είναι διαλυτό στο νερό και η διαλυτότητά του εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την ολική πίεση στην επιφάνεια του νερού, τη μερική πίεση και τα διαλυμένα άλατα 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. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον αισθητήρα μέτρησης οξυγόνου COS4, το ηλεκτρόδιο αποτελείται από μια κάθοδο (συνήθως κατασκευασμένη από χρυσό και πλατίνα), ένα αντίθετο ηλεκτρόδιο με ρεύμα (ασήμι) και ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς χωρίς ρεύμα (ασήμι). Το ηλεκτρόδιο είναι βυθισμένο σε έναν ηλεκτρολύτη όπως KCl, Σε ΚΟΗ, ο αισθητήρας καλύπτεται από ένα διάφραγμα. Το διάφραγμα διαχωρίζει το ηλεκτρόδιο και τον ηλεκτρολύτη από το υγρό που μετράται, προστατεύοντας έτσι τον αισθητήρα, αποτρέποντας τη διαφυγή του ηλεκτρολύτη και αποτρέποντας την εισχώρηση ξένων ουσιών που μπορεί να προκαλέσουν μόλυνση και δηλητηρίαση. Αντίθετα, μια τάση πόλωσης εφαρμόζεται μεταξύ του ηλεκτροδίου και της καθόδου. Εάν το στοιχείο μέτρησης βυθιστεί σε νερό με διαλυμένο οξυγόνο, το οξυγόνο θα διαχυθεί μέσω του διαχωριστή και τα μόρια οξυγόνου που υπάρχουν στην κάθοδο (περισσότερα ηλεκτρόνια) θα αναχθούν σε ιόντα υδροξειδίου: O2 +2H2O+4 e-® 4OH-. Ένα ηλεκτροχημικό ισοδύναμο χλωριούχου αργύρου καθιζάνει στο αντίθετο ηλεκτρόδιο (ανεπάρκεια ηλεκτρονίων): 4Ag{{10}}Cl-® 4AgCl+4e-. Για κάθε μόριο οξυγόνου, η κάθοδος εκπέμπει 4 ηλεκτρόνια και το αντίθετο ηλεκτρόδιο δέχεται τα ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν ρεύμα. Το μέγεθος του ρεύματος είναι ανάλογο της μερικής πίεσης του οξυγόνου των λυμάτων που μετράται. Αυτό το σήμα στέλνεται στον αισθητήρα μαζί με το σήμα θερμοκρασίας που μετράται από τη θερμική αντίσταση. Ο πομπός χρησιμοποιεί την καμπύλη σχέσης μεταξύ της περιεκτικότητας σε οξυγόνο, της μερικής πίεσης οξυγόνου και της θερμοκρασίας που είναι αποθηκευμένη στον αισθητήρα για να υπολογίσει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο νερό και στη συνέχεια τη μετατρέπει σε μια τυπική έξοδο σήματος. Η λειτουργία του ηλεκτροδίου αναφοράς είναι να προσδιορίζει το δυναμικό της καθόδου. Ο χρόνος απόκρισης του αισθητήρα διαλυμένου οξυγόνου COS4 είναι: το 90% της τελικής τιμής μέτρησης επιτυγχάνεται μετά από 3 λεπτά και το 99% της τελικής τιμής μέτρησης επιτυγχάνεται μετά από 9 λεπτά. η ελάχιστη απαίτηση παροχής είναι 0,5 cm/s.
