Trzy metody pomiaru zawartości tlenu za pomocą miernika tlenu rozpuszczonego
Istnieją trzy główne metody pomiaru zawartości tlenu za pomocą miernika tlenu rozpuszczonego: automatyczna analiza kolorymetryczna i pomiar metodą analizy chemicznej, pomiar metodą paramagnetyczną i pomiar metodą elektrochemiczną. Ilość rozpuszczonego tlenu w wodzie mierzy się zazwyczaj metodami elektrochemicznymi. W zakładzie zastosowano czujnik tlenu rozpuszczonego COS 4 i przetwornik tlenu rozpuszczonego COM252. Tlen jest rozpuszczalny w wodzie, a jego rozpuszczalność zależy od temperatury, całkowitego ciśnienia przy powierzchni wody, ciśnienia cząstkowego i rozpuszczonych w wodzie soli. Im wyższe ciśnienie atmosferyczne, tym większa zdolność wody do rozpuszczania tlenu. Zależność jest określona przez prawo Henry'ego i prawo Daltona. Prawo Henry'ego stwierdza, że rozpuszczalność gazu jest proporcjonalna do jego ciśnienia cząstkowego.
Weźmy jako przykład czujnik pomiaru tlenu COS4. Elektroda składa się z katody (zwykle wykonanej ze złota i platyny), przeciwelektrody przewodzącej prąd (srebro) i bezprądowej elektrody odniesienia (srebro). Elektrodę zanurza się w elektrolicie, takim jak KCl lub KOH. Czujnik jest przykryty membraną. Oddzielenie elektrod i elektrolitu od mierzonej cieczy chroni w ten sposób czujnik zarówno przed wyciekiem elektrolitu, jak i przedostawaniem się obcych substancji, które mogłyby doprowadzić do zanieczyszczenia i zatrucia.
Miernik tlenu rozpuszczonego przykłada napięcie polaryzacyjne pomiędzy przeciwelektrodę i katodę. Jeśli element pomiarowy zostanie zanurzony w wodzie z rozpuszczonym tlenem, tlen będzie dyfundował przez membranę, a cząsteczki tlenu obecne na katodzie (nadmiar elektronów) zostaną zredukowane do wodoru i tlenu. Jon korzeniowy: O{0}}H2O+4e-® 4OH-. Na przeciwelektrodze wytrąca się elektrochemiczny odpowiednik chlorku srebra (niedobór elektronów): 4Ag+4Cl-® 4AgCl+4e-. Dla każdej cząsteczki tlenu katoda emituje 4 elektrony, a przeciwelektroda przyjmuje je, tworząc prąd. Wielkość prądu jest proporcjonalna do ciśnienia cząstkowego tlenu w mierzonych ściekach. Sygnał ten wraz z sygnałem temperatury mierzonym przez rezystor termiczny czujnika jest przesyłany do transformatora. Przetwornik wykorzystuje krzywą zależności pomiędzy zawartością tlenu, ciśnieniem parcjalnym tlenu i temperaturą zapisaną w czujniku do obliczenia zawartości tlenu w wodzie, a następnie przetwarza ją na standardowy sygnał wyjściowy. Zadaniem elektrody odniesienia jest określenie potencjału katody. Czas reakcji czujnika tlenu rozpuszczonego COS 4 wynosi: 90% końcowej wartości pomiaru osiągane jest po 3 minutach, a 99% końcowej wartości pomiaru osiągane jest po 9 minutach; minimalne wymagane natężenie przepływu wynosi 0,5 cm/s.
Miernik tlenu rozpuszczonego jest łatwy w instalacji, ma długi cykl kalibracji (3-4 miesięcy), jest niewrażliwy na inne substancje i może monitorować zużycie elektrolitów w membranie i sondzie. Ogólnie rzecz biorąc, elektrolit i membrana są wymieniane co rok do trzech lat. Przetwornik tlenu rozpuszczonego COM252 to inteligentny przyrząd z protokołem komunikacyjnym HART lub Profibus. Posiada również funkcję autodiagnostyki. Gdy wystąpi usterka, wyświetlony zostanie kod usterki, informujący personel konserwacyjny o lokalizacji usterki. Mogą znaleźć i rozwiązać usterkę, sprawdzając instrukcję konserwacji. Metoda ta znacznie skraca czas konserwacji i obciążenie pracą.
W miarę jak mój kraj przywiązuje coraz większą wagę do ochrony zasobów wodnych, oczyszczanie ścieków staje się coraz ważniejsze, a wspierające instrumenty wykrywające wymagane w procesie oczyszczania stają się niezbędne. Jako najważniejszy instrument w branży oczyszczania ścieków, miernik tlenu rozpuszczonego Hetai będzie również odgrywał coraz ważniejszą rolę w ochronie środowiska.
