Anvendelse av oppløst oksygenmåler i avløpsrensing
Oksygeninnholdet i vann kan fullt ut indikere graden av selvrensing av vann. For biologiske renseanlegg som bruker aktivert slam er det svært viktig å forstå oksygeninnholdet i luftetanken. Økningen av oppløst oksygen i kloakken vil fremme andre biologiske aktiviteter enn anaerobe mikroorganismer, og dermed fjerne flyktige stoffer og lett oksideres naturlig. ioner for å rense kloakk.
Det er tre hovedmetoder for å måle oksygeninnhold: automatisk kolorimetrisk analyse og kjemisk analysemåling, paramagnetisk metodemåling og elektrokjemisk metodemåling. Mengden oppløst oksygen i vann måles vanligvis ved hjelp av elektrokjemiske metoder.
Oksygen er løselig i vann, og dets løselighet avhenger av temperatur, totalt trykk ved vannoverflaten, partialtrykk og oppløste salter i vannet. Jo høyere atmosfærisk trykk, jo større er vannets evne til å løse opp oksygen. Forholdet bestemmes av Henrys lov og Daltons lov. Henrys lov sier at løseligheten til en gass er proporsjonal med dens partialtrykk.
Oksygenmålesensoren består av en katode (vanligvis laget av gull og platina), en strømførende motelektrode (sølv) og en ikke-strømsreferanseelektrode (sølv). Elektrodene er nedsenket i elektrolytter som KCl og KOH, og sensoren er dekket av en diafragma. Belegget skiller elektroden og elektrolytten fra væsken som måles. Bare oppløste gasser kan trenge inn i belegget, og dermed beskytte sensoren, forhindre at elektrolytten slipper ut og hindre inntrenging av fremmede stoffer fra å forårsake forurensning og forgiftning.
En polariserende spenning påføres mellom motelektroden og katoden. Hvis måleelementet er nedsenket i vann med oppløst oksygen, vil oksygen diffundere gjennom separatoren, og oksygenmolekylene som er tilstede på katoden (overskuddselektroner) vil bli redusert til hydroksidioner. [ÅH-]. Den elektrokjemiske ekvivalenten til sølvklorid utfelles på motelektroden (mangel på elektroner). For hvert oksygenmolekyl sender katoden ut 4 elektroner, og motelektroden aksepterer elektroner og danner en strøm: 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
Størrelsen på strømmen er proporsjonal med oksygenpartialtrykket til den målte kloakken. Dette signalet, sammen med temperatursignalet målt av den termiske motstanden på sensoren, sendes til senderen. Oksygeninnholdet lagret i sensoren brukes til å beregne forholdet mellom oksygenpartialtrykket og temperaturen. Oksygeninnholdet i vannet beregnes ved hjelp av sammenhengskurven, og konverteres deretter til en standard signalutgang. Funksjonen til referanseelektroden er å bestemme katodepotensialet.
