Oldott Oxigénmérő Tudás Enciklopédia
Hogyan működik az oldott oxigén mérő
Az oldott oxigén analizátorok többnyire membránelektródákat használnak átalakítóként az oldott oxigén koncentrációjának (valójában az oxigén parciális nyomásának) elektromos jelekké történő átalakítására, amelyeket azután felerősítenek és beállítanak (beleértve a sótartalom- és hőmérséklet-kompenzációt), és analóg-digitális konverzióval jelenítik meg. Az oldott oxigén mérésére kétféle membránelektród létezik: polarográfia (Polarography) és galvánelem (Galvanic Cell). Polarográfia: Az elektródában egy arany (Au) gyűrűt vagy egy platina (Pt) aranygyűrűt használnak katódként; anódként ezüst-ezüst-kloridot (vagy higany-higany-kloridot) használnak. Az elektrolit kálium-klorid oldat. A katód külső felületét oxigénáteresztő film borítja. A fólia lélegző anyagokat alkalmazhat, például politetrafluor-etilént, polivinil-kloridot, polietilént, szilikongumit stb. A katód és az anódelektródák közé 0,5–1,5 voltos polarizációs feszültség kerül alkalmazásra. Némelyik polarizációs feszültsége 0,7 volt. Amikor az oldott oxigén átszivárog a membránon és eléri az aranykatód felületét, a következő reakció megy végbe az elektródán.
A katód redukált: O2 plusz 2H2O plusz 4e→4OHˉ; ugyanakkor az anód oxidálódik: 4Clˉ plusz 4Ag-4e→4AgCl; normál körülmények között a fenti redukciós-oxidációs reakció által generált diffúziós áram i∞ értéke arányos az oldott oxigén koncentrációjával. A következő képlettel ábrázolható:
i∞=nFA(Pm/L)Cs A képletben: i∞-diffúziós áram állandósult állapotban n-nyilvántartó elektronok száma; F-Faraday állandó (96500 coulomb); A-katód felülete (négyzetcentiméter); Pm-film penetrációs együttható (cm2/sec); L-film vastagság (cm); Cs-oldott oxigén koncentrációja (ppm). Ha az elektróda szerkezetét és a filmet meghatározzuk, akkor a képletben szereplő A, Pm, L, n stb. mind állandók. Legyen K= nFA(Pm/L), majd a fenti képletben: i∞=KCs.
Látható tehát, hogy amíg az i∞ diffúziós áramot mérjük, addig az oldott oxigén koncentrációja mérhető. A hőmérséklet, a sótartalom és a légnyomás hatásának kiküszöbölése érdekében minden modell saját technológiát alkalmaz a kompenzációra. Galvanikus cella: Amikor a külső oxigénmolekulák behatolnak a filmbe az elektród belső fázisába, és elérik a katód háromfázisú határfelületét, a következő reakció megy végbe.
Az ezüstkatód redukálódik: O2 plusz 2H2O plusz 4e→4OHˉ Ezzel egyidejűleg az ólomanód oxidálódik: 2Pb plusz 2KOH plus 4OHˉ-4e→2KHPbO2 plus 2H2O Vagyis az oxigén hidroxidionokká redukálódik a ezüst katód, és ezzel egyidejűleg a külső áramkör Nyerj elektronokat; az ólomanódot kálium-hidroxid helyettesíti
Az oldat korrodálva kálium-hidrogén-ólomsavat hoz létre, és egyidejűleg elektronokat bocsát ki a külső áramkörbe. A külső áramkör csatlakoztatása után jeláram halad át, melynek értéke arányos az oldott oxigén koncentrációjával.
a
Oldott oxigén mérő kalibrálási módszere
Az oldott oxigén analizátorok általában standard oldatokkal vagy helyszíni mintavétellel kalibrálhatók.
(1) Az oldott oxigénmérő standard oldatkalibrálási módszere: A standard oldat kalibrálása általában kétpontos kalibrálást alkalmaz, azaz nullapont-kalibrálást és tartománykalibrálást. A nullpont kalibráló oldat 2 százalékos Na2SO3 oldatot használhat. A tartomány kalibráló oldat a műszer mérési tartományának megfelelően választható: 4 M KCl oldat (2 mg/L); 50%-os metanolos oldat (21,9 mg/l).
(2) Oldottoxigén-mérő helyszíni mintavételi és kalibrálási módszere (Winkler-módszer): Az oldottoxigén-mérő tényleges használata során a Winkler-módszert gyakran alkalmazzák az oldottoxigén-mérők helyszíni kalibrálására. Ennek a módszernek a használatakor két helyzet van: mintavételkor a mérőállás M1, az analitikai érték pedig A. A mérő kalibrálása után a mérőállás továbbra is M1. Ekkor csak a mérőállást kell A-val egyenlőre állítani; mintavételkor a mérőállás M1, a laboratóriumi analízis értéke A, a mérőállás pedig M2-re változik a mérő kalibrálásakor. Jelenleg a mérőállást nem lehet A-val egyenlőre állítani, de a mérőállást 1MA×M2-re kell állítani.
