So funktionieren Analysatoren für gelösten Sauerstoff
Der Sauerstoffgehalt im Wasser kann den Grad der Selbstreinigung des Wassers vollständig anzeigen. Für biologische Kläranlagen mit Belebtschlamm ist es sehr wichtig, den Sauerstoffgehalt von Belebungsbecken und Oxidationsgräben zu kennen. Der Anstieg des gelösten Sauerstoffs im Abwasser fördert andere biologische Aktivitäten als anaerobe Mikroorganismen, sodass flüchtige Substanzen entfernt und die Reinigung des Abwassers durch die natürlich oxidierten Ionen erleichtert werden können.
Es gibt drei Hauptmethoden zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts: automatische kolorimetrische Analyse und Messung mit chemischer Analyse, Messung mit paramagnetischer Methode und Messung mit elektrochemischer Methode. Die Menge an gelöstem Sauerstoff in Wasser wird im Allgemeinen mit einer elektrochemischen Methode gemessen. Das Mai-Werk hat den HD369L-Sensor für gelösten Sauerstoff und den MX30-Transmitter für gelösten Sauerstoff eingeführt.
Sauerstoff kann sich in Wasser lösen, und die Löslichkeit hängt von der Temperatur, dem Gesamtdruck der Wasseroberfläche, dem Partialdruck und den im Wasser gelösten Salzen ab. Je höher der Atmosphärendruck, desto größer ist die Fähigkeit des Wassers, Sauerstoff zu lösen. Die Beziehung wird durch das Henry-Gesetz und das Dalton-Gesetz bestimmt. Das Henrysche Gesetz besagt, dass die Löslichkeit eines Gases proportional zu seinem Partialdruck ist.
Nehmen Sie als Beispiel den HD369L-Sensor für gelösten Sauerstoff. Die Elektrode besteht aus einer Kathode (üblicherweise aus Gold und Platin), einer Gegenelektrode (Silber) mit Strom und einer Referenzelektrode (Silber) ohne Strom. Die Elektrode ist in einen Elektrolyten wie KCl oder KOH eingetaucht und der Sensor ist von einer Membran bedeckt. Die Elektroden und der Elektrolyt sind von der zu messenden Flüssigkeit getrennt und schützen so den Sensor vor dem Austreten des Elektrolyten und dem Eindringen von Fremdstoffen, die zu Verunreinigungen und Vergiftungen führen könnten.
Zwischen der Gegenelektrode und der Kathode wird eine polarisierende Spannung angelegt. Taucht man die Messzelle in Wasser mit gelöstem Sauerstoff, diffundiert der Sauerstoff durch das Diaphragma und die an der Kathode vorhandenen Sauerstoffmoleküle (Elektronenüberschuss) werden zu Hydroxidionen reduziert:
An der Gegenelektrode wird ein elektrochemisches Äquivalent von Silberchlorid ausgefällt (Elektronenmangel): 4Ag plus 4Cl-? 4AgCl plus 4e-.
Für jedes Sauerstoffmolekül emittiert die Kathode 4 Elektronen und die Gegenelektrode nimmt Elektronen auf, um einen Strom zu erzeugen. Die Stärke des Stroms ist proportional zum Sauerstoffpartialdruck des gemessenen Abwassers. Das Signal wird zusammen mit dem vom Wärmewiderstand am Sensor gemessenen Temperatursignal an den Transformator gesendet. Der Sender berechnet den Sauerstoffgehalt im Wasser anhand der Beziehungskurve zwischen dem im Sensor gespeicherten Sauerstoffgehalt und dem Sauerstoffpartialdruck und der Sauerstofftemperatur und wandelt diese dann in ein Standardsignal um. Die Funktion der Referenzelektrode besteht darin, das kathodische Potential zu bestimmen.
Die Reaktionszeit des HDL369L-Sensors für gelösten Sauerstoff beträgt: 90 Prozent des endgültigen Messwerts nach 3 Minuten und 99 Prozent des endgültigen Messwerts nach 9 Minuten; Die Mindestanforderung an die Durchflussrate beträgt 0,5 cm/s.
