Introduzione al principio del misuratore di ossigeno disciolto portatile
Esistono tre metodi principali per misurare il contenuto di ossigeno: analisi colorimetrica automatica e misurazione con analisi chimica, misurazione con metodo paramagnetico e misurazione con metodo elettrochimico. La quantità di ossigeno disciolto nell'acqua viene generalmente misurata utilizzando metodi elettrochimici. L'impianto utilizza il sensore di ossigeno disciolto COS4 e il trasmettitore di ossigeno disciolto COM252. L'ossigeno è solubile in acqua e la sua solubilità dipende dalla temperatura, dalla pressione totale sulla superficie dell'acqua, dalla pressione parziale e dai sali disciolti nell'acqua. Maggiore è la pressione atmosferica, maggiore è la capacità dell'acqua di dissolvere l'ossigeno. La relazione è determinata dalla legge di Henry e dalla legge di Dalton. La legge di Henry afferma che la solubilità di un gas è proporzionale alla sua pressione parziale. Prendendo come esempio il sensore di misurazione dell'ossigeno COS4, l'elettrodo è costituito da un catodo (comunemente realizzato in oro e platino), un controelettrodo con corrente (argento) e un elettrodo di riferimento senza corrente (argento). L'elettrodo è immerso in un elettrolita come KCl, in KOH il sensore è coperto da un diaframma. Il diaframma separa l'elettrodo e l'elettrolita dal liquido da misurare, proteggendo così il sensore, impedendo la fuoriuscita dell'elettrolita e impedendo l'intrusione di sostanze estranee che potrebbero causare contaminazione e avvelenamento. Al contrario, tra l'elettrodo e il catodo viene applicata una tensione polarizzante. Se l'elemento di misura viene immerso in acqua con ossigeno disciolto, l'ossigeno si diffonderà attraverso il separatore e le molecole di ossigeno presenti sul catodo (elettroni in eccesso) verranno ridotte a ioni idrossido: O2 +2H2O+4 e-® 4OH-. Un equivalente elettrochimico del cloruro d'argento precipita sul controelettrodo (carenza di elettroni): 4Ag{{10}}Cl-® 4AgCl+4e-. Per ogni molecola di ossigeno, il catodo emette 4 elettroni e il controelettrodo accetta gli elettroni per formare una corrente. L'entità della corrente è proporzionale alla pressione parziale dell'ossigeno delle acque reflue misurate. Questo segnale viene inviato al sensore insieme al segnale di temperatura misurata dalla termoresistenza. Il trasmettitore utilizza la curva di relazione tra il contenuto di ossigeno, la pressione parziale dell'ossigeno e la temperatura memorizzata nel sensore per calcolare il contenuto di ossigeno nell'acqua, quindi lo converte in un segnale di uscita standard. La funzione dell'elettrodo di riferimento è determinare il potenziale del catodo. Il tempo di risposta del sensore di ossigeno disciolto COS4 è: il 90% del valore di misurazione finale viene raggiunto dopo 3 minuti e il 99% del valore di misurazione finale viene raggiunto dopo 9 minuti; il requisito di portata minima è 0,5 cm/s.
