Introducere în principiul contorului portabil de oxigen dizolvat
Există trei metode principale de măsurare a conținutului de oxigen: analiza colorimetrică automată și măsurarea analizei chimice, măsurarea metodei paramagnetice și măsurarea metodei electrochimice. Cantitatea de oxigen dizolvat în apă este măsurată în general prin metode electrochimice. Instalația folosește senzorul de oxigen dizolvat COS4 și transmițătorul de oxigen dizolvat COM252. Oxigenul este solubil în apă, iar solubilitatea sa depinde de temperatură, presiunea totală la suprafața apei, presiunea parțială și sărurile dizolvate în apă. Cu cât presiunea atmosferică este mai mare, cu atât este mai mare capacitatea apei de a dizolva oxigenul. Relația este determinată de legea lui Henry și legea lui Dalton. Legea lui Henry spune că solubilitatea unui gaz este proporțională cu presiunea sa parțială. Luând ca exemplu senzorul de măsurare a oxigenului COS4, electrodul constă dintr-un catod (de obicei realizat din aur și platină), un contraelectrod cu curent (argint) și un electrod de referință fără curent (argint). Electrodul este scufundat într-un electrolit precum KCl, în KOH, senzorul este acoperit de o diafragmă. Diafragma separă electrodul și electrolitul de lichidul care se măsoară, protejând astfel senzorul, împiedicând scăparea electrolitului și prevenind pătrunderea unor substanțe străine care pot provoca contaminare și otrăvire. Dimpotrivă, între electrod și catod se aplică o tensiune de polarizare. Dacă elementul de măsurare este scufundat în apă cu oxigen dizolvat, oxigenul va difuza prin separator, iar moleculele de oxigen prezente pe catod (excesul de electroni) vor fi reduse la ioni de hidroxid: O2 +2H2O{+4 e-® 4OH-. Un echivalent electrochimic de clorură de argint precipită pe contraelectrodul (deficiență de electroni): 4Ag{{10}}Cl-® 4AgCl+4e-. Pentru fiecare moleculă de oxigen, catodul emite 4 electroni, iar contraelectrodul acceptă electronii pentru a forma un curent. Mărimea curentului este proporțională cu presiunea parțială a oxigenului a apei uzate măsurate. Acest semnal este trimis în senzor împreună cu semnalul de temperatură măsurat de termorezistor. Transmițătorul folosește curba relației dintre conținutul de oxigen, presiunea parțială a oxigenului și temperatura stocată în senzor pentru a calcula conținutul de oxigen din apă și apoi îl convertește într-o ieșire de semnal standard. Funcția electrodului de referință este de a determina potențialul catodului. Timpul de răspuns al senzorului de oxigen dizolvat COS4 este: 90% din valoarea finală de măsurare este atinsă după 3 minute, iar 99% din valoarea finală de măsurare este atinsă după 9 minute; debitul minim necesar este de 0,5 cm/s.
