Introduktion till principen för bärbar mätare för löst syre
Det finns tre huvudmetoder för att mäta syrehalt: automatisk kolorimetrisk analys och kemisk analysmätning, paramagnetisk metodmätning och elektrokemisk metodmätning. Mängden löst syre i vatten mäts i allmänhet med elektrokemiska metoder. Anläggningen använder COS4 sensor för löst syre och COM252 sändare för löst syre. Syre är lösligt i vatten och dess löslighet beror på temperatur, totaltryck vid vattenytan, partialtryck och lösta salter i vattnet. Ju högre atmosfärstryck, desto större förmåga har vattnet att lösa upp syre. Förhållandet bestäms av Henrys lag och Daltons lag. Henrys lag säger att en gass löslighet är proportionell mot dess partialtryck. Med syremätningssensorn COS4 som ett exempel, består elektroden av en katod (vanligen gjord av guld och platina), en motelektrod med ström (silver) och en referenselektrod utan ström (silver). Elektroden är nedsänkt i en elektrolyt såsom KCl, In KOH, sensorn är täckt av ett membran. Membranet separerar elektroden och elektrolyten från vätskan som mäts, vilket skyddar sensorn, förhindrar elektrolyten från att fly och förhindrar inträngning av främmande ämnen som kan orsaka kontaminering och förgiftning. Tvärtom anbringas en polariserande spänning mellan elektroden och katoden. Om mätelementet är nedsänkt i vatten med löst syre kommer syre att diffundera genom separatorn och syremolekylerna som finns på katoden (överskott av elektroner) kommer att reduceras till hydroxidjoner: O2 +2H2O+4 e-® 4OH-. En elektrokemisk ekvivalent av silverklorid fälls ut på motelektroden (elektronbrist): 4Ag{{10}}Cl-® 4AgCl+4e-. För varje syremolekyl avger katoden 4 elektroner och motelektroden tar emot elektronerna för att bilda en ström. Storleken på strömmen är proportionell mot syrepartialtrycket i avloppsvattnet som mäts. Denna signal skickas in i sensorn tillsammans med temperatursignalen som mäts av det termiska motståndet. Sändaren använder förhållandeskurvan mellan syrehalt, syrepartialtryck och temperatur som lagras i sensorn för att beräkna syrehalten i vattnet och omvandlar den sedan till en standardsignalutgång. Referenselektrodens funktion är att bestämma katodpotentialen. Svarstiden för COS4-sensorn för löst syre är: 90 % av det slutliga mätvärdet uppnås efter 3 minuter och 99 % av det slutliga mätvärdet uppnås efter 9 minuter; det lägsta flödeskravet är 0,5 cm/s.
