Uporaba merilnika raztopljenega kisika pri čiščenju odplak
Vsebnost kisika v vodi lahko v celoti pove stopnjo samočiščenja vode. Za biološke čistilne naprave, ki uporabljajo aktivno blato, je zelo pomembno razumeti vsebnost kisika v prezračevalni posodi. Povečanje raztopljenega kisika v odplakah bo spodbudilo biološke aktivnosti, ki niso anaerobni mikroorganizmi, s čimer se odstranijo hlapne snovi in zlahka naravno oksidirajo. ioni za čiščenje odplak.
Obstajajo tri glavne metode za merjenje vsebnosti kisika: avtomatska kolorimetrična analiza in merjenje s kemično analizo, merjenje s paramagnetno metodo in merjenje z elektrokemično metodo. Količino raztopljenega kisika v vodi običajno merimo z elektrokemijskimi metodami.
Kisik je topen v vodi, njegova topnost pa je odvisna od temperature, skupnega tlaka na površini vode, parcialnega tlaka in raztopljenih soli v vodi. Višji kot je atmosferski tlak, večja je sposobnost vode za raztapljanje kisika. Razmerje določata Henryjev zakon in Daltonov zakon. Henryjev zakon pravi, da je topnost plina sorazmerna z njegovim parcialnim tlakom.
Senzor za merjenje kisika je sestavljen iz katode (običajno iz zlata in platine), protielektrode s tokom, ki teče (srebro), in referenčne elektrode brez toka (srebro). Elektrode so potopljene v elektrolite, kot sta KCl in KOH, senzor pa je prekrit z diafragmo. Prevleka ločuje elektrodo in elektrolit od tekočine, ki se meri. Samo raztopljeni plini lahko prodrejo v prevleko in tako zaščitijo senzor, preprečijo uhajanje elektrolita in preprečijo vdor tujih snovi, ki bi povzročile kontaminacijo in zastrupitev.
Med nasprotno elektrodo in katodo se uporabi polarizacijska napetost. Če merilni element potopimo v vodo z raztopljenim kisikom, bo kisik difundiral skozi separator, molekule kisika, prisotne na katodi (presežni elektroni), pa se bodo reducirale v hidroksidne ione. [OH-]. Elektrokemični ekvivalent srebrovega klorida se izloči na nasprotni elektrodi (primanjkuje elektronov). Za vsako molekulo kisika katoda odda 4 elektrone, nasprotna elektroda pa sprejme elektrone in tvori tok: 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
Velikost toka je sorazmerna s parcialnim tlakom kisika izmerjene odplake. Ta signal se skupaj s temperaturnim signalom, izmerjenim s toplotnim uporom na senzorju, pošlje oddajniku. Vsebnost kisika, shranjena v senzorju, se uporablja za izračun razmerja med parcialnim tlakom kisika in temperaturo. Vsebnost kisika v vodi se izračuna z uporabo krivulje odnosa in nato pretvori v standardni izhodni signal. Funkcija referenčne elektrode je določanje katodnega potenciala.
