Aplikácia merača rozpusteného kyslíka pri čistení odpadových vôd
Obsah kyslíka vo vode môže plne naznačovať stupeň samočistenia vody. Pre biologické čistiarne, ktoré používajú aktivovaný kal, je veľmi dôležité pochopiť obsah kyslíka v prevzdušňovacej nádrži. Zvýšenie rozpusteného kyslíka v odpadovej vode podporí biologické aktivity iné ako anaeróbne mikroorganizmy, čím sa odstránia prchavé látky a ľahko sa prirodzene oxidujú. ióny na čistenie odpadových vôd.
Existujú tri hlavné metódy merania obsahu kyslíka: automatická kolorimetrická analýza a meranie chemickej analýzy, meranie paramagnetickou metódou a meranie elektrochemickou metódou. Množstvo rozpusteného kyslíka vo vode sa vo všeobecnosti meria pomocou elektrochemických metód.
Kyslík je rozpustný vo vode a jeho rozpustnosť závisí od teploty, celkového tlaku na hladine vody, parciálneho tlaku a rozpustených solí vo vode. Čím vyšší je atmosférický tlak, tým väčšia je schopnosť vody rozpúšťať kyslík. Vzťah je určený Henryho zákonom a Daltonovým zákonom. Henryho zákon hovorí, že rozpustnosť plynu je úmerná jeho parciálnemu tlaku.
Senzor na meranie kyslíka pozostáva z katódy (zvyčajne vyrobenej zo zlata a platiny), protielektródy s prúdom (strieborná) a bezprúdovej referenčnej elektródy (strieborná). Elektródy sú ponorené do elektrolytov, ako je KCl a KOH, a senzor je pokrytý membránou. Povlak oddeľuje elektródu a elektrolyt od meranej kvapaliny. Iba rozpustené plyny môžu preniknúť do povlaku, čím chránia snímač, bránia úniku elektrolytu a bránia vniknutiu cudzích látok spôsobujúcich kontamináciu a otravu.
Medzi protielektródou a katódou sa aplikuje polarizačné napätie. Ak je merací prvok ponorený do vody s rozpusteným kyslíkom, kyslík bude difundovať cez separátor a molekuly kyslíka prítomné na katóde (prebytočné elektróny) sa zredukujú na hydroxidové ióny. [OH-]. Elektrochemický ekvivalent chloridu strieborného sa vyzráža na protielektróde (nedostatok elektrónov). Pre každú molekulu kyslíka katóda vyžaruje 4 elektróny a protielektróda prijíma elektróny a vytvára prúd: 4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-.
Veľkosť prúdu je úmerná parciálnemu tlaku kyslíka meranej odpadovej vody. Tento signál sa spolu s teplotným signálom nameraným tepelným odporom na snímači posiela do vysielača. Obsah kyslíka uložený v senzore sa používa na výpočet vzťahu medzi parciálnym tlakom kyslíka a teplotou. Obsah kyslíka vo vode sa vypočíta pomocou krivky vzťahu a potom sa prevedie na štandardný výstup signálu. Funkciou referenčnej elektródy je určiť katódový potenciál.
