Приборы для измерения кислорода в воде

Зачем измерить уровень кислорода в воде?

Как и наземным животным, рыбам и другим водным организмам для жизни нужен кислород. Когда вода проходит мимо их жабер (или другой дыхательный аппарат), микроскопические пузырьки кислорода в воде, которые называются растворенным кислородом (DО), переносятся из воды в их кровь. Как и любой другой процесс диффузии газа, перенос эффективен только при определенных концентрациях. Другими словами, кислород может находиться в воде, но в очень низкой концентрации для поддержания водной жизни. Кислород также необходим практически всем водорослям и всем макрофитам, а также для многих химических реакций, важных для функционирования озера.

Кислород образуется во время фотосинтеза и тратится во время дыхания и разложения. Поскольку для этого необходим свет, фотосинтез происходит только в дневное время. С другой стороны, дыхание и разложение происходит 24 часа в сутки. Только эта разница может объяснить значительные суточные колебания концентраций DO. Ночью, когда фотосинтез не может компенсировать потерю кислорода из-за дыхания и разложения, концентрация DO может неуклонно снижаться. Этот показатель наименьший перед рассветом, когда фотосинтез восстанавливается.

Другие источники кислорода включают в себя воздух и приточные потоки. Концентрации кислорода гораздо выше в воздухе, содержащем примерно 21 % кислорода, чем в воде, которая составляет лишь 1 % кислорода. Там, где воздух и вода встречаются, эта огромная разница в концентрациях заставляет молекулы кислорода в воздухе растворяться в воде. Больше кислорода растворяется в воде, когда ветер создает волны на поверхности воды, поскольку волны создают большую площадь поверхности, может происходить больше диффузии. Подобный процесс происходит, когда вы добавляете сахар в чашку кофе – сахар растворяется. Однако он растворяется быстрее, когда вы перемешиваете кофе.

Другим физическим процессом, влияющим на концентрацию DO, является зависимость между температурой воды и насыщенностью газа. Холодная вода может содержать больше любого газа, в данном случае кислорода, чем более теплая вода. Когда вода становится теплее, ее способность удерживать DO снижается. Следовательно, в течение летнего периода в более теплой верхней части озера количество кислорода ограничено температурными показателями. Если вода становится слишком теплой, даже если она насыщена на 100 %, уровень O2 может быть неоптимальным для многих видов рыб.

Средина лета, когда в озере развивается сильная термическая стратификация (разделения на слои), может быть очень тяжелым временем для рыбы. Вода у поверхности озера слишком тепла для них, а вода у дна имеет слишком мало кислорода. Аноксия (кислородное голодание) заставляет рыб проводить больше времени выше в толще воды, где более теплая вода для них не является оптимальной. Это также может подвергнуть их большему хищничеству, особенно когда они моложе и меньше.

Эвтрофикация (увеличение в водоеме биогенных элементов, что может повлечь за собой уничтожение производительности) усиливает это состояние, добавляя в систему органические вещества, что ускоряет скорость истощения кислорода у дна. Городской и другие формы стока также могут очень внезапно и резко усугубить эту проблему, повлекшие гибель рыбы после того, как излишки почвы и углеводородов с дорог смываются вследствие сильных ливней. Условия могут стать особенно серьезными во время продолжительной жаркой безветренной погоды, что приведет к гибели многих рыб. Возможно, вы слышали о летней гибели рыбы в местных озерах, которая, вероятно, является результатом этой проблемы.

В озерах гибель рыбы летом легче всего может произойти в периоды с высокими температурами, слабым ветром и высокой облачностью. Облака уменьшают дневной фотосинтез благодаря выработке кислорода, а значит и DO в смешанном слое.

То же основное явление может происходить зимой (гибель зимой), когда ледяной покров устраняет повторную аэрацию из атмосферы, а снежный покров может ограничивать фотосинтез водорослей и макрофитов во льду. На многих озерах проводят механическую повторную аэрацию или вводят воздух, кислород или даже жидкий кислород, чтобы предотвратить гибель рыбы и других организмов.

Концентрация растворенного кислорода может резко изменяться с глубиной озера. Выработка кислорода происходит в верхней части озера, где солнечный свет запускает механизмы фотосинтеза. Потребление кислорода больше у дна озера, где затонуло органическое вещество накапливается и разлагается. В более глубоких озерах эта разница может быть драматичной – много кислорода у верхушки, но практически нет у дна. Если озеро неглубокое и легко перемешивается ветром, концентрация DO может быть достаточно постоянной по всей толще воды, пока ветрено. В спокойном состоянии может наблюдаться выраженное понижение с глубиной.

Сезонные изменения также влияют на концентрацию растворенного кислорода. Высокие температуры летом ускоряют скорость фотосинтеза и разложения. Когда все растения погибают в конце вегетационного периода, их разложение приводит к значительному потреблению кислорода. Другие сезонные события, такие как изменения уровней воды в озере, объема приливов и оттоков, а также наличие ледового покрова, также влекут за собой естественные колебания концентраций DO.

По мере того как загрязнение вносит органические вещества, нуждающиеся в кислороде (например, сточные воды, скошенные газоны, почвы от эрозии берегов рек и озер, а также сельскохозяйственные стоки) или питательные вещества, стимулирующие рост органического вещества, загрязнение приводит к снижению средних концентраций DO. Если органическое вещество образуется в озере, например, в результате роста водорослей, во время роста образуется по крайней мере некоторое количество кислорода, чтобы компенсировать возможную потерю кислорода при разложении. Однако в озерах, куда большая часть органического вещества поступает из-за пределов озера, производство кислорода и употребление кислорода не сбалансированы, и низкий уровень DO может стать еще большей проблемой.

Развитие аноксии в озерах наиболее выражено летом и подо льдом зимой, когда водная масса отрезана от атмосферы. Кроме прямого воздействия на аэробные организмы, аноксия может привести к усиленному высвобождению фосфора из осадков, что может подпитывать цветение водорослей при смешивании в верхней освещенной солнцем зоне. Это также приводит к накоплению химически восстановленных соединений, таких как аммоний и сероводород, которые могут быть токсичными для живущих на дне организмов. В крайних случаях, внезапное смешивание сероводорода в верхнем слое воды может привести к гибели рыбы.

Концентрации растворенного кислорода чаще всего выражаются в единицах миллиграмм газа на литр воды – мг/л. (Единица мг/л эквивалентна частицам на миллион = ppm). DO – % насыщения.

Насыщение кислородом рассчитывается как процент концентрации растворенного O2 относительно концентрации полного насыщения при температуре глубины измерения. Напомним, что при увеличении температуры концентрация при 100 % насыщения уменьшается. Высота озера, барометрическое давление и соленость воды также оказывают влияние на это значение насыщения, но в меньшей степени. В большинстве озер влияние растворенных веществ (соленость) незначительно, но эффект подъема из-за снижения парциального давления кислорода в атмосфере, когда вы поднимаетесь (вспомните, с какими трудностями дыхания сталкиваются альпинисты на Эверест) составляет примерно 4 % на 300 метров (1000 футов). Концентрация DO на 100 % насыщенной воздухом воды на уровне моря составляет 8,26 мг O2/л при 25 °C (77 °F) и возрастает до 14,6 мг O2/л при 0 °C.

Как определить уровень кислорода в воде?

Тестирование растворенного кислорода (DO) в воде измеряется с помощью химического анализа, такого как титриметрический метод, электроаналитического (с использованием гальванических и полярографических зондов) оптического метода определения растворенного кислорода и колориметрических методов. Однако современные методы в основном используют электрохимические или оптические сенсорные методы.

Кислород важен не только в воздухе, которым мы дышим, но также являемся важным элементом в таких жидкостях, как вода, поэтому важно проверять растворенный кислород (DO).

DO – это определение количества свободных молекул кислорода в воде. Измерение уровня DO является важным показателем в таких областях как системы качества подготовки воды и водные экосистемы, поскольку кислород является важным химическим элементом для большинства форм жизни.

DO измеряется с помощью измерителя растворенного кислорода. Лучшее время для измерения DO в воде – это одно и то же время каждый день, поскольку концентрации могут колебаться в течение дня. Растворенный кислород обычно измеряется в миллиграммах на литр (мг/л) или процентах насыщения (% нас.), но иногда его можно измерить в долях на миллион (ppm), что позволяет сравнивать измерения между собой, имеющие разные значения солености и температуры.

Мы можем проверить DO в воде следующими методами: титриметрическим, электроаналитическим (гальванические и полярографические зонды), оптическим методом определения растворенного кислорода и колориметрическим.

Титриметрический метод. Для титрования используется одна жидкость, концентрация которой уже определена (титрант) для определения концентрации другой (вашего образца). Йодемтрийное титрование использует йод в качестве индикатора. Индикатор йода либо появится, либо исчезнет в конце титрования. Титрование для определения DO в воде известно, как «метод Винклера». Метод Винклера дает вам «однократное измерение» изучаемого образца.

При использовании метода Винклера образцы воды собираются, фиксируются и титруются в полевых или лабораторных условиях. Поскольку атмосферный контакт и перемешивание могут изменить уровень DO, вы должны незамедлительно зафиксировать образец реагентами. В методах титрования используется специальная бутылка (бутылка БПК), которая закрывается, не задерживая воздух внутри. Обычно все реагенты снабжаются предварительно отмеренными, чтобы облегчить и повысить точность тестирования DO в воде. Чтобы получить точные показатели DO, убедитесь, что раствор титранта пропорционален тестируемому образцу.

Метод Винклера все еще широко используется для проверки DO в воде, однако существуют определенные беспокойства по поводу неточностей, возможных загрязнителей образцов и человеческой ошибки. Вот почему новые технологии создали более простые и более точные способы тестирования DO в воде.

Электроаналитический (гальванический и полярографический зонды) метод. Если вы тестируете в лаборатории или полевых условиях, это, вероятно, самый простой способ проверить DO в воде. Электроаналитические или электрохимические датчики растворенного кислорода также известны как амперометрические датчики или датчики типа Кларка.

Электроаналитические датчики бывают двух типов: гальванические и полярографические. Зонды запускают окислительно-восстановительные реакции, обеспечивая непрерывные и живые измерения. Поскольку оба зонда имеют приложенное напряжение, они нуждаются в «времени на разогрев» перед использованием, чтобы поляризовать электроды перед измерением DO в воде.

• Гальванические зонды/датчики. Это мембранные зонды, которые имеют две части, производящие напряжение, действуя как батарея (металлы имеют разные электродные потенциалы). Тонкая полупроницаемая мембрана внутри крышки электрода пропускает газы и блокирует что-либо другое. Когда кислород диффундирует через мембрану, он растворяется в колпачке зонда, содержащего буферный электролит. Это позволяет кислороду реагировать с катодом (обычно серебряным) в электроде, получая электрон. Электрон, передающийся молекуле кислорода, поступает от анода (обычно цинкового или свинцового) в электроде, создавая напряжение между анодом и катодом в зонде. В это время, когда образуется этот ток, счетчик может превратить показания, снятые с датчика, в значение концентрации DO. Из-за самополяризации этим датчикам не требуется время на разогрев.
• Полярографические зонды/сенсоры. Они работают несколько иначе, чем гальванические зонды, но полярографические зонды также содержат тонкую полупроницаемую мембрану, пропускающую кислород в небуферный электролит. Однако вместо того чтобы действовать как батарея, напряжение прикладывается между серебряным анодом и золотым катодом в зонде. Напряжение действует как катализатор кислородной реакции. Когда кислород попадает на катод, добавляется электрон, создавая ток, определяющий концентрацию DO. Полярографические зонды можно разделить на стационарные и быстроимпульсные датчики. Датчики стационарного режима разрешают измерять DO в воде без необходимости перемешивать образец. При использовании датчика быстрых импульсов также нет необходимости перемешивать образец, но он содержит третий серебряный электрод, поскольку эти датчики включаются и выключаются каждые несколько секунд, чтобы позволить DO восстанавливаться на поверхности катода, когда он достигает мембраны. Оба все еще используют катод и анод и измеряют DO, создавая постоянное напряжение для поляризации электронов.

Оптический метод растворенного кислорода. В этом методе используется зонд с полупроницаемой мембраной для проверки DO в воде, но зонд и измерительный прибор отслеживают люминесценцию вместо мониторинга реакции. Иногда эти измерители DO называют флуоресцентными датчиками. Однако это технически неправильно, поскольку зонды излучают синий свет, а не УФ (ультрафиолетовый) свет.

Зонд излучает синий свет, который возбуждает (электроны получают энергию) светочувствительный материал внутри крышки зонда. Когда он расслабляется (достигает своего нормального энергетического состояния), он излучает красный свет, измеряемый, когда он попадает на датчик света внутри зонда, красный свет отражается красителем. Если DO присутствует в воде, он угнетает красный свет, так как длины волн ограничены/изменены. Частота, интенсивность и затухание красного света зависят от количества DO в воде. Хотя оптические зонды растворенного кислорода обеспечивают непрерывное измерение DO, на них влияет влажность.

Колориметрический метод. Этот метод измеряет цвет и доступен в двух вариациях: метод индигокармина и метод родазин D. Добавляются химические реагенты, которые реагируют с DO в образце, чтобы отобразить определенный цвет. Используемые химические реактивы подобны современному методу Винклера. Насколько интенсивный цвет, пропорционален количеству DO в образце.

Индигокармин используется для измерения концентрации DO от 0,2 до 15 ppm, тогда как родазин D используется для измерения значительно более низких концентраций DO (ppb).

Индигокармин создает синий цвет, интенсивность которого пропорциональна концентрации DO. Если вы используете этот метод, держите реагенты подальше от яркого освещения, так как это может ухудшить индигокармин. На этот метод не влияют соленость, температура или растворенные газы, но трехвалентное железо, нитрат и сульфат натрия могут. Результаты получают от 30 секунд (тесты низкого диапазона) до 2 минут (тесты высокого диапазона).

Реагенты родазина D реагируют с DO, образуя розовый или малиновый раствор. Окислители (хлор, двухвалентная медь и двухвалентное железо) могут влиять на результаты, создавая более высокие показатели DO, однако на этот метод не влияет соленость или сульфиды, обычно присутствующие в образцах воды. Поскольку этот метод зависит от времени, убедитесь, что вы проанализировали образец воды в течение 30 секунд после добавления реагента. Для измерения DO в воде с помощью колориметрического метода можно использовать спектрофотометр, колориметр, или простой компаратор.

Почему важно проверять содержание растворенного кислорода (DO) в воде?

Испытание DO в воде зависит от отрасли. К примеру, вам может понадобиться проверить DO во время приготовления пива или измерить растворенный кислород в сточных водах.

Растворенный кислород является важным параметром мониторинга качества воды и ключевым индикатором здоровых водных экосистем. Низкий уровень DO в воде проблематичен для большинства водных организмов, часто создавая мертвые зоны, где водная жизнь погибает.

При очистке сточных вод тестирование уровня DO в воде помогает нам понять биоразлагаемое органическое вещество и биологическую потребность в кислороде (БПК). Оба этих теста указывают на общее качество воды.

Кроме того, слишком много кислорода в воде также может быть вредным, это известно, как перенасыщенный кислород. DO в воде происходит из атмосферы и фотосинтеза, на который могут влиять температура, соленость, давление и влажность, поэтому вам следует учитывать это во время тестирования DO.

• Температура является одним из самых больших, если не наиболее распространенных факторов, непосредственно влияющих на DO в воде. Более холодная вода содержит больше кислорода, чем более теплая, поскольку движение частиц уменьшается. По мере того, как частицы становятся более активными и подпрыгивают, они сталкиваются и разрывают связки, которые их удерживают вместе. Следовательно, чем ниже DO, тем выше температура, и, напротив, концентрация DO возрастает с понижением температуры.
• Солёность может также влиять на количество DO в воде. Пресная вода содержит больше кислорода, чем соленая из-за заряда, который несет молекула соли. Молекулы соли притягиваются к молекулам воды и легко растворяются в воде. Если соль присутствует, кислород не может притягиваться к молекулам воды, поэтому, когда уровень солености раствора возрастает, DO уменьшается.
• Атмосферное давление. Когда мы говорим о давлении и DO, мы подразумеваем атмосферное давление. Со снижением атмосферного давления парциальное давление кислорода также уменьшается, следовательно, концентрация DO возрастает. Следовательно, при увеличении высоты или атмосферного давления количество молекул DO, поглощенных водой, уменьшается, поскольку давление уменьшается, что заставляет кислород диффундировать в воде, увеличивая парциальное давление кислорода.
• Влажность. Водяной пар или влажность является еще одним фактором, о котором часто не задумываются, но он имеет серьезные последствия для концентрации DO, а также может влиять на калибровку некоторых измерителей DO. Когда уровень влажности повышается, парциальное давление кислорода увеличивается, что также увеличивает уровень DO.

Какие приборы используют для измерения уровня кислорода в воде?

Реки и озера получают кислород из атмосферы и растений в результате фотосинтеза. Проточная вода из-за взбалтывания растворяет больше кислорода, чем стоячая вода, например, в водохранилище по дамбе. При дыхании водных животных, разложении и различных химических реакциях потребляется кислород.

Сточные воды из очистных сооружений часто содержат органические вещества, разлагаемые микроорганизмами, которые используют в процессе кислород. Количество кислорода, потребляемое этими организмами для расщепления отходов, известно, как биохимическая потребность в кислороде или БПК. Другие источники отходов, потребляющих кислород, включают ливневый сток с сельскохозяйственных угодий или городских улиц, кормовых площадок и неисправных септических систем.

Кислород измеряется в его растворенной форме как растворенный кислород (DO). Если потребляется больше кислорода, чем вырабатывается, уровень растворенного кислорода снижается, и некоторые чувствительные животные могут ослабеть или погибнуть.

Уровни DO колеблются сезонно и в течение 24 часов. Они изменяются в зависимости от температуры воды и высоты. Холодная вода содержит больше кислорода, чем теплая, а вода содержит меньше кислорода на больших высотах. Тепловые разряды, такие как вода, используемая для охлаждения оборудования на производственном предприятии или электростанции, повышают температуру воды и снижают содержание кислорода. Водные животные наиболее уязвимы к снижению уровня DO ранним утром в жаркие летние дни, когда поток низкий, температура воды высока, а водные растения не производят кислород с заката.

В отличие от озер, где уровень DO, скорее всего, изменяется вертикально в толще воды, DO в реках и ручьях изменяется более горизонтально вдоль водного пути. Это особенно актуально для небольших, мелководных ручьев. В больших и глубоких реках может происходить некоторая вертикальная стратификация растворенного кислорода. Уровни DO в зонах перепадов, водопадах или водосливах плотин и под ними обычно выше, чем в бассейнах и медленно движущихся участках. Если вы хотите измерить влияние плотины, было бы важно отобрать пробу на DO по дамбе, непосредственно под водосливом и выше по течению от плотины. Поскольку уровень DO имеет решающее значение для рыбы, хорошим местом для пробы являются бассейны, которые обычно любят рыбы, или места нереста, которые они используют.

Почасовой временной профиль уровней DO на месте отбора проб является ценным набором данных, поскольку он показывает изменение уровней DO от самой низкой точки непосредственно перед восходом солнца до самой высокой точки где-то в полдень. Однако это может быть непрактичным для программы мониторинга. Важно указать время отбора образцов DO, чтобы помочь определить, когда в дневном цикле были собраны данные.

DO измеряется либо в миллиграммах на литр (мг/л), либо в «процентах насыщения». Миллиграммы на литр – это количество кислорода в литре воды. Процент насыщения – это количество кислорода в литре воды относительно общего количества кислорода, которое может содержать вода при этой температуре. Растворенный кислород измеряется в основном с помощью определенного варианта метода Винклера или с помощью измерителя и зонда.

Метод Винклера предусматривает полное заполнение специальной бутылки БПК с образцом водой (воздух не остается). Растворенный кислород затем «фиксируется» с помощью серии реагентов, которые образуют титрующее кислотное соединение. Титрование предполагает добавление по каплям реагента, который нейтрализует кислотное соединение и вызывает изменение цвета раствора. Точка, в которой изменяется цвет, является «конечной точкой» и эквивалентна количеству кислорода, растворенного в образце. Образец обычно фиксируют и титруют в полевых условиях на месте взятия образца. Однако можно подготовить образец в полевых условиях и доставить его в лабораторию для титрования.

Полевые наборы растворенного кислорода, использующие метод Винклера, относительно недороги. Заменяемые реагенты недороги, и вы можете купить их уже отмеренными для каждого теста в пластиковых емкостях. Основным фактором стоимости наборов является метод титрования, в котором используется глазная пипетка, титратор шприцевого типа или цифровой титратор. Титрование с помощью глазной пипетки и титратора шприцевого типа менее точное, чем цифровое титрование, поскольку большая капля титранта может пройти через отверстие капельницы, а на микромасштабе размер капли (и, следовательно, объем титранта) может изменяться от капли до падения. Цифровой титратор обеспечивает гораздо большую точность и равномерность количества, пропускаемого титранта.

Оксиметры. Измеритель растворенного кислорода – это электронное устройство, преобразующее сигналы от зонда, размещенного в воде, в единицы измерения DO в миллиграммах на литр. Большинство устройств и зондов также измеряют температуру. Зонд заполнен солевым раствором и имеет селективно проницаемую мембрану, позволяющую DO переходить из потока воды в солевой раствор. Растворенный кислород, диффундировавший в солевой раствор, изменяет электрический потенциал солевого раствора, и это изменение посылается электрическим кабелем к измерителю, который превращает сигнал в миллиграммы на литр по шкале, которую может прочитать пользователь.

Оксиметры являются более дорогими по сравнению с полевыми наборами, которые используют метод титрования. Преимущество применения измерителя/зонда заключается в том, что можно быстро измерить DO и температуру в любой точке потока, до которой можно добраться с помощью зонда. Вы также можете измерять уровни DO в определенный момент на постоянной основе. Результаты считываются непосредственно как миллиграммы на литр, в отличие от методов титрования, в которых конечный результат титрования, возможно, придется превратить с помощью уравнения в миллиграммы на литр.

Оксиметры состоят из датчика DO, подключенного к измерителю/анализатору, и по своей конструкции подобны pH-метрам. Зонд состоит из двух электродов, подвешенных в растворе электролита хлорида калия (KCl), каждый из которых закрыт стеклом и/или полупроницаемой мембраной. Электроды подключены к измерителю, обеспечивающему небольшой постоянный ток к электродам через проводку. Когда датчик погружается в жидкость, кислород из жидкости пересекает мембрану и реагирует с катодом, вызывая изменение тока, которое преобразуется в выходной сигнал в милливольтах и, наконец, отображается на дисплее устройства.

Подобно приборам pH, измерители растворенного кислорода обычно измеряют больше, чем DO. Многофункциональные измерители могут также измерять рН, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), температуру, проводимость и другие параметры качества жидкости.

Методы очистки и обслуживания зонда растворенного кислорода также сходны с методами обслуживания зонда pH. Обеспечение надлежащего уровня раствора электролита, устранение утечки мембраны и регулярная калибровка являются ключевыми факторами для поддержания точных результатов измерения.

Поскольку уровни растворенного кислорода быстро изменяются, когда вода удаляется из источника, оксиметры обычно являются портативными устройствами, пригодными для повторных полевых измерений.

Лабораторное исследование растворенного кислорода. Если вы используете измеритель и зонд, вы можете проводить тестирование в лабораторных условиях так и в полевых. Уровень растворенного кислорода в бутылке с образцом быстро изменяется из-за разложения органического материала микроорганизмами или выработки кислорода водорослями и другими растениями в образце. Это снизит ваш показатель DO. Если вы используете вариант Винклера, можно сделать забор образца в полевых условиях, а затем доставить его в лабораторию для титрования. Это может быть лучше, если вы отбираете образцы при неблагоприятных условиях. Также немного легче титровать образцы в лаборатории, и возможен лучший контроль качества, поскольку один и тот же человек может выполнять все титрования.

Принцип работы оксиметров

Растворенный кислород (DO) поступает из двух основных источников: атмосферы (молекулярный кислород) и фотосинтеза, где он является побочным продуктом. Большинству водных организмов требуется DO для выживания, и он важен для химических процессов в водной среде.

В зависимости от отрасли, в которой вы работаете, будет зависеть зачем вы тестируете DO и какой зонд DO вам лучше подойдет.

Хотя существует много способов проверить уровень DO, если вы тестируете в лаборатории или в полевых условиях, самым простым способом проверить DO в воде является использование оксиметра с электроаналитическим или электрохимическим датчиком/зондом растворенного кислорода, также известного как амперометрический датчик или датчик Кларка.

Большинство людей знакомы с титриметрическим методом измерения DO в воде. Во время титрования используется одна жидкость, концентрация которой уже определена (титрант), чтобы определить концентрацию другой жидкости (вашего образца), однако благодаря развитию технологий прецизионное оборудование, такое как оксиметр и зонд DO, обеспечивает высокую точность измерения DO во время основной лабораторной работы мониторинга качества воды.

Электрохимический датчик растворенного кислорода запускает окислительно-восстановительные реакции, обеспечивая непрерывные и живые измерения. Поскольку они имеют приложенное напряжение, большинство зондов DO нуждаются в «времени для разогрева» перед использованием, которое поляризует электроды перед измерением DO в воде.

Когда зонд DO подключен к измерителю, датчик электрода погружают в исследуемый раствор. Когда зонд DO подключен к оксиметру, напряжение может подаваться на электроды внутри. Молекулы кислорода (O2) достигают мембраны, достигая электродов через проницаемую/полупроницаемую мембрану путем диффузии. Между электродами (катодом и анодом) протекает маленький электрический ток. Сила тока, протекающая между электродами, пропорциональна концентрации O2 в растворе. Количество DO в растворе измеряется путем измерения тока с помощью калиброванного измерителя.

Однако датчики растворенного кислорода имеют недостаток при измерении DO. Он потребляет количество O2 из раствора, равное диффузии в датчике. Следовательно, количество O2 у зонда DO уменьшается, следовательно, чтобы получить точное измерение при использовании зонда, зонд DO нужно перемешивать в растворе.

Гальванические зонды/сенсоры DO производят напряжение, когда O2 диффундирует через мембрану зонда. Тонкая полупроницаемая мембрана пропускает O2, блокируя что-либо другое. Когда O2 проходит через мембрану и электролитический раствор к электродам, он растворяется внутри колпачка зонда, содержащего буферный электролит, позволяющий O2 реагировать с катодом (платиновым электродом), получая таким образом электрон. Конкретно этот электрон, передающийся молекуле O2, делает напряжение между анодом (электрод из хлорида серебра) и катодом внутри зонда DO. После того как зонд DO обнаружит ток, подключенный измерительный прибор может превратить показания в концентрацию DO.

Полярографические зонды/сенсоры DO также содержат тонкую полупроницаемую мембрану, однако напряжение прикладывается между анодом и катодом зонда DO. Когда O2 достигает катода, к молекуле O2 добавляется электрон, создающий ток. Именно это напряжение управляет реакцией O2 и определяет концентрацию DO. Различают гальванические зонды как для лабораторного, так и для промышленного измерения DO, которые можно использовать в широком диапазоне применений.

Перед использованием любого оксиметра с датчиком обязательно проверяйте руководство по калибровке.

Измеряя DO, важно учитывать факторы, которые могут повлиять на его измерение. Среди них:

• Температура
• Солёность
• Атмосферное давление
• Влажность

Зонды растворенного кислорода работают путем измерения количества кислорода, диффундирующего через мембрану в датчик. Когда кислород попадает внутрь датчика, происходит химическая реакция обновления, образуя электрический сигнал. Этот сигнал считывается датчиком DO и отображается на измерителе.

Если вы хотите узнать больше о других характеристиках оксиметров или о том, какие зонды DO мы можем предложить, без сомнений свяжитесь с нашей командой менеджеров интернет-маркета https://simvolt.ua/.