Ievads pārnēsājamā izšķīdušā skābekļa mērītāja darbībā
Skābekļa satura mērīšanai ir trīs galvenās metodes: automātiskā kolorimetriskā analīze un ķīmiskās analīzes mērīšana, paramagnētiskās metodes mērīšana un elektroķīmiskās metodes mērīšana. Izšķīdušā skābekļa daudzumu ūdenī parasti mēra, izmantojot elektroķīmiskās metodes. Iekārta izmanto COS4 izšķīdušā skābekļa sensoru un COM252 izšķīdušā skābekļa raidītāju. Skābeklis šķīst ūdenī, un tā šķīdība ir atkarīga no temperatūras, kopējā spiediena uz ūdens virsmas, daļējā spiediena un ūdenī izšķīdušajiem sāļiem. Jo augstāks atmosfēras spiediens, jo lielāka ir ūdens spēja izšķīdināt skābekli. Attiecības nosaka Henrija likums un Daltona likums. Henrija likums nosaka, ka gāzes šķīdība ir proporcionāla tās daļējam spiedienam. Kā piemēru ņemot COS4 skābekļa mērīšanas sensoru, elektrods sastāv no katoda (parasti izgatavots no zelta un platīna), pretelektroda ar strāvu (sudrabs) un atsauces elektroda bez strāvas (sudrabs). Elektrods ir iegremdēts elektrolītā, piemēram, KCl, KOH gadījumā sensors ir pārklāts ar diafragmu. Diafragma atdala elektrodu un elektrolītu no mērītā šķidruma, tādējādi aizsargājot sensoru, novēršot elektrolīta izplūšanu un novēršot svešu vielu iekļūšanu, kas var izraisīt piesārņojumu un saindēšanos. Gluži pretēji, starp elektrodu un katodu tiek pielikts polarizējošs spriegums. Ja mērelements ir iegremdēts ūdenī ar izšķīdušu skābekli, skābeklis izkliedēsies caur separatoru, un uz katoda esošās skābekļa molekulas (liekie elektroni) tiks reducētas līdz hidroksīda joniem: O2 +2H2O+4 e-® 4OH-. Uz pretelektroda izgulsnējas sudraba hlorīda elektroķīmiskais ekvivalents (elektronu deficīts): 4Ag{{10}}Cl-® 4AgCl+4e-. Katrai skābekļa molekulai katods izstaro 4 elektronus, un pretelektrods pieņem elektronus, veidojot strāvu. Strāvas lielums ir proporcionāls mērāmo notekūdeņu skābekļa daļējam spiedienam. Šis signāls tiek nosūtīts sensorā kopā ar temperatūras signālu, ko mēra termiskais rezistors. Lai aprēķinātu skābekļa saturu ūdenī, raidītājs izmanto attiecību līkni starp skābekļa saturu, skābekļa daļējo spiedienu un temperatūru, kas saglabāta sensorā, un pēc tam pārvērš to standarta signāla izvadē. Atsauces elektroda funkcija ir noteikt katoda potenciālu. COS4 izšķīdušā skābekļa sensora reakcijas laiks ir: 90% no galīgās mērījuma vērtības tiek sasniegti pēc 3 minūtēm, un 99% no galīgās mērījuma vērtības tiek sasniegti pēc 9 minūtēm; minimālā plūsmas ātruma prasība ir 0,5 cm/s.
