Το διαλυμένο οξυγόνο αναφέρεται στην ποσότητα οξυγόνου που διαλύεται στο νερό, συνήθως καταγράφεται ως DO, εκφρασμένη σε χιλιοστόγραμμα οξυγόνου ανά λίτρο νερού (σε mg/L ή ppm). Ορισμένες οργανικές ενώσεις βιοδιασπώνται υπό τη δράση αερόβιων βακτηρίων, τα οποία καταναλώνουν το διαλυμένο οξυγόνο στο νερό και το διαλυμένο οξυγόνο δεν μπορεί να αναπληρωθεί εγκαίρως. Τα αναερόβια βακτήρια στο υδάτινο σώμα πολλαπλασιάζονται γρήγορα και η οργανική ύλη θα μαυρίσει το υδάτινο σώμα λόγω αλλοίωσης. Η ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό είναι ένας δείκτης για τη μέτρηση της ικανότητας αυτοκαθαρισμού του υδάτινου σώματος. Το διαλυμένο οξυγόνο στο νερό καταναλώνεται και χρειάζεται λίγος χρόνος για να αποκατασταθεί στην αρχική κατάσταση, υποδεικνύοντας ότι το υδάτινο σώμα έχει ισχυρή ικανότητα αυτοκαθαρισμού ή ότι η ρύπανση του υδάτινου σώματος δεν είναι σοβαρή. Διαφορετικά, σημαίνει ότι το υδάτινο σώμα είναι σοβαρά μολυσμένο, η ικανότητα αυτοκαθαρισμού είναι ασθενής ή ακόμα και η ικανότητα αυτοκαθαρισμού έχει χαθεί. Σχετίζεται στενά με τη μερική πίεση του οξυγόνου στον αέρα, την ατμοσφαιρική πίεση, τη θερμοκρασία του νερού και την ποιότητα του νερού.
1. Υδατοκαλλιέργεια: για να διασφαλιστεί η αναπνευστική ζήτηση των υδρόβιων προϊόντων, η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο της περιεκτικότητας σε οξυγόνο, ο αυτόματος συναγερμός, η αυτόματη οξυγόνωση και άλλες λειτουργίες
2. Παρακολούθηση της ποιότητας του νερού στα φυσικά νερά: Εντοπισμός του βαθμού ρύπανσης και της ικανότητας αυτοκαθαρισμού των νερών και πρόληψη της βιολογικής ρύπανσης, όπως ο ευτροφισμός των υδάτινων σωμάτων.
3. Επεξεργασία λυμάτων, δείκτες ελέγχου: η αναερόβια δεξαμενή, η αερόβια δεξαμενή, η δεξαμενή αερισμού και άλλοι δείκτες χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της επίδρασης επεξεργασίας νερού.
4. Έλεγχος της διάβρωσης μεταλλικών υλικών σε βιομηχανικούς αγωγούς ύδρευσης: Γενικά, αισθητήρες με εύρος ppb (ug/L) χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του αγωγού, ώστε να επιτευχθεί μηδενικό οξυγόνο και να αποφευχθεί η σκουριά. Χρησιμοποιείται συχνά σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας και εξοπλισμό λεβήτων.
Προς το παρόν, ο πιο συνηθισμένος μετρητής διαλυμένου οξυγόνου στην αγορά έχει δύο αρχές μέτρησης: τη μέθοδο μεμβράνης και τη μέθοδο φθορισμού. Ποια είναι λοιπόν η διαφορά μεταξύ των δύο;
1. Μέθοδος μεμβράνης (επίσης γνωστή ως μέθοδος πολαρογραφίας, μέθοδος σταθερής πίεσης)
Η μέθοδος μεμβράνης χρησιμοποιεί ηλεκτροχημικές αρχές. Χρησιμοποιείται μια ημιπερατή μεμβράνη για τον διαχωρισμό της καθόδου πλατίνας, της ανόδου αργύρου και του ηλεκτρολύτη από το εξωτερικό. Κανονικά, η κάθοδος βρίσκεται σχεδόν σε άμεση επαφή με αυτήν την μεμβράνη. Το οξυγόνο διαχέεται μέσω της μεμβράνης σε αναλογία ανάλογη με τη μερική της πίεση. Όσο μεγαλύτερη είναι η μερική πίεση του οξυγόνου, τόσο περισσότερο οξυγόνο θα περάσει από τη μεμβράνη. Όταν το διαλυμένο οξυγόνο διεισδύει συνεχώς στη μεμβράνη και στην κοιλότητα, ανάγεται στην κάθοδο για να δημιουργήσει ένα ρεύμα. Αυτό το ρεύμα είναι άμεσα ανάλογο με τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου. Το μέρος του μετρητή υφίσταται επεξεργασία ενίσχυσης για να μετατραπεί το μετρούμενο ρεύμα σε μονάδα συγκέντρωσης.
2. Φθορισμός
Ο φθορίζων αισθητήρας διαθέτει ενσωματωμένη πηγή φωτός που εκπέμπει μπλε φως και φωτίζει το φθορίζον στρώμα. Η φθορίζουσα ουσία εκπέμπει κόκκινο φως μετά τη διέγερση. Δεδομένου ότι τα μόρια οξυγόνου μπορούν να απορροφήσουν ενέργεια (φαινόμενο απόσβεσης), ο χρόνος και η ένταση του διεγερμένου κόκκινου φωτός σχετίζονται με τα μόρια οξυγόνου. Η συγκέντρωση είναι αντιστρόφως ανάλογη. Μετρώντας τη διαφορά φάσης μεταξύ του διεγερμένου κόκκινου φωτός και του φωτός αναφοράς και συγκρίνοντάς την με την εσωτερική τιμή βαθμονόμησης, μπορεί να υπολογιστεί η συγκέντρωση των μορίων οξυγόνου. Δεν καταναλώνεται οξυγόνο κατά τη μέτρηση, τα δεδομένα είναι σταθερά, η απόδοση είναι αξιόπιστη και δεν υπάρχουν παρεμβολές.
Ας το αναλύσουμε για όλους από τη χρήση:
1. Όταν χρησιμοποιείτε πολαρογραφικά ηλεκτρόδια, προθερμάνετε τα ηλεκτρόδια για τουλάχιστον 15-30 λεπτά πριν από τη βαθμονόμηση ή τη μέτρηση.
2. Λόγω της κατανάλωσης οξυγόνου από το ηλεκτρόδιο, η συγκέντρωση οξυγόνου στην επιφάνεια του αισθητήρα θα μειωθεί αμέσως, επομένως είναι σημαντικό να αναδεύετε το διάλυμα κατά τη μέτρηση! Με άλλα λόγια, επειδή η περιεκτικότητα σε οξυγόνο μετριέται με την κατανάλωση οξυγόνου, υπάρχει ένα συστηματικό σφάλμα.
3. Λόγω της προόδου της ηλεκτροχημικής αντίδρασης, η συγκέντρωση ηλεκτρολύτη καταναλώνεται συνεχώς, επομένως είναι απαραίτητο να προσθέτετε ηλεκτρολύτη τακτικά για να διασφαλίζετε τη συγκέντρωση. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν φυσαλίδες στον ηλεκτρολύτη της μεμβράνης, απαιτείται να αφαιρέσετε όλους τους θαλάμους υγρού κατά την εγκατάσταση της κεφαλής αέρα της μεμβράνης.
4. Μετά την προσθήκη κάθε ηλεκτρολύτη, απαιτείται ένας νέος κύκλος λειτουργίας βαθμονόμησης (συνήθως βαθμονόμηση μηδενικού σημείου σε νερό χωρίς οξυγόνο και βαθμονόμηση κλίσης στον αέρα) και, ακόμη και αν χρησιμοποιηθεί το όργανο με αυτόματη αντιστάθμιση θερμοκρασίας, πρέπει να είναι κοντά στο . Είναι καλύτερο να βαθμονομείτε το ηλεκτρόδιο στη θερμοκρασία του διαλύματος δείγματος.
5. Δεν πρέπει να μένουν φυσαλίδες στην επιφάνεια της ημιπερατής μεμβράνης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μέτρησης, διαφορετικά θα τις διαβάσει ως δείγμα κορεσμένο με οξυγόνο. Δεν συνιστάται η χρήση της σε δεξαμενή αερισμού.
6. Λόγω της διαδικασίας, η κεφαλή της μεμβράνης είναι σχετικά λεπτή, ιδιαίτερα εύκολη στη διάτρηση σε ένα συγκεκριμένο διαβρωτικό μέσο και έχει μικρή διάρκεια ζωής. Είναι αναλώσιμο είδος. Εάν η μεμβράνη έχει υποστεί ζημιά, πρέπει να αντικατασταθεί.
Συνοψίζοντας, η μέθοδος μεμβράνης είναι ότι το σφάλμα ακρίβειας είναι επιρρεπές σε απόκλιση, η περίοδος συντήρησης είναι σύντομη και η λειτουργία είναι πιο προβληματική!
Τι γίνεται με τη μέθοδο φθορισμού; Λόγω της φυσικής αρχής, το οξυγόνο χρησιμοποιείται μόνο ως καταλύτης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μέτρησης, επομένως η διαδικασία μέτρησης είναι ουσιαστικά απαλλαγμένη από εξωτερικές παρεμβολές! Οι αισθητήρες υψηλής ακρίβειας, χωρίς συντήρηση και καλύτερης ποιότητας μένουν ουσιαστικά χωρίς επίβλεψη για 1-2 χρόνια μετά την εγκατάσταση. Δεν έχει όντως η μέθοδος φθορισμού ελλείψεις; Φυσικά και υπάρχουν!
Ώρα δημοσίευσης: 15 Δεκεμβρίου 2021