pH Ölçerler ve Çözünmüş Oksijen Analiz Cihazları Nasıl Çalışır?
İlk olarak, su kalitesi analizörünün çalışma prensibi
1. pH metrenin çalışma prensibi
Suyun pH değeri, çözünmüş maddelerin miktarına bağlıdır, bu nedenle pH değeri, su kalitesindeki değişimi hassas bir şekilde gösterebilir. pH değerindeki değişim, organizmaların üremesi ve hayatta kalması üzerinde büyük bir etkiye sahiptir ve ayrıca aktif çamurun biyokimyasal işlevini, yani arıtmanın etkisini de ciddi şekilde etkiler. Kanalizasyonun pH değeri genellikle 6,5 ile 7 arasında kontrol edilir. Su kimyasal olarak nötrdür ve bazı su molekülleri aşağıdaki formüle göre kendiliğinden ayrışır: H2O=H artı artı OH-, yani hidrojen iyonlarına ayrışır ve hidroksit iyonları. Nötr bir çözeltide, hidrojen iyonları H artı ve hidroksit iyonları OH-'nin konsantrasyonlarının her ikisi de 10-7 mol/l'dir ve pH değeri, 10 bazlı hidrojen iyonu konsantrasyonunun logaritmasının negatif sayısıdır: pH{ {9}}log, çok nötr Çözeltinin pH'ı 7'ye eşittir. Fazla hidrojen iyonu varsa, pH değeri 7'den küçüktür ve çözelti asidiktir; aksi takdirde, fazla hidroksit iyonları varsa çözelti alkalindir.
pH değeri genellikle potansiyometrik yöntemle ölçülür. Genellikle, bir galvanik hücre oluşturmak için sabit bir potansiyel referans elektrodu ve bir ölçüm elektrodu kullanılır. Galvanik hücrenin elektromotor kuvveti, hidrojen iyonlarının konsantrasyonuna ve ayrıca çözeltinin pH'ına bağlıdır. Tesis, pH sensörleri ve pH vericileri kullanır. Elektriği iletebilen ve hidrojen iyonlarını geçirebilen ve yüksek ölçüm doğruluğu ve iyi anti-parazit özelliklerine sahip özel camdan yapılmış ölçüm elektrodu üzerinde pH'a duyarlı özel bir cam prob vardır. Cam prob hidrojen iyonları ile temas ettiğinde, bir elektrik potansiyeli üretilir. Potansiyel, bir gümüş klorür çözeltisi içinde süspansiyon haline getirilmiş bir gümüş telle bir referans elektroda karşı ölçülür. pH değeri farklıysa karşılık gelen potansiyel de farklıdır ve bu, verici aracılığıyla standart bir 4-20mA çıkışına dönüştürülür.
2. Çözünmüş oksijen analizörünün çalışma prensibi
Sudaki oksijen içeriği, suyun kendi kendini temizleme derecesini tam olarak gösterebilir. Aktif çamur kullanan biyolojik arıtma tesisleri için havalandırma tanklarının ve oksidasyon hendeklerinin oksijen içeriğinin bilinmesi çok önemlidir. Kanalizasyondaki çözünmüş oksijenin artması, anaerobik mikroorganizmalar dışındaki biyolojik aktiviteleri teşvik edecek, böylece uçucu maddeleri uzaklaştırabilir ve doğal olarak oksitlenen iyonların kanalizasyonu arındırmasını kolaylaştırabilir. Oksijen içeriğini belirlemek için üç ana yöntem vardır: otomatik kolorimetrik analiz ve kimyasal analiz ölçümü, paramanyetik yöntem ölçümü ve elektrokimyasal yöntem ölçümü. Suda çözünmüş oksijen miktarı genellikle elektrokimyasal yöntemle ölçülür.
Oksijen suda çözünebilir ve çözünürlük sıcaklığa, su yüzeyinin toplam basıncına, kısmi basınca ve suda çözünmüş tuzlara bağlıdır. Atmosferik basınç ne kadar yüksek olursa, suyun oksijeni çözme yeteneği o kadar artar. İlişki, Henry yasası ve Dalton yasası tarafından belirlenir. Henry yasası, bir gazın çözünürlüğünün kısmi basıncıyla orantılı olduğunu belirtir.
Oksijen ölçüm sensörünü örnek olarak alırsak, elektrot bir katot (genellikle altın ve platinden yapılır), akımlı bir karşı elektrot (gümüş) ve akımsız bir referans elektrottan (gümüş) oluşur. Elektrot KCl, KOH gibi bir elektrolit içine daldırılır. kirlenmeye ve zehirlenmeye neden olan yabancı maddelerin girmesi. Karşı elektrot ile katot arasına bir polarizasyon voltajı uygulanır. Ölçüm hücresi çözünmüş oksijen içeren suya daldırılırsa, oksijen diyaframdan yayılır ve katotta bulunan oksijen molekülleri (elektron fazlası) hidroksit iyonlarına indirgenir: O2 artı 2H2O artı 4e-® 4OH-. Karşı elektrotta (elektron eksikliği olan) gümüş klorürün elektrokimyasal eşdeğeri çökelir: 4Ag artı 4Cl- ® 4AgCl artı 4e-. Her oksijen molekülü için katot 4 elektron yayar ve karşı elektrot elektronları kabul ederek bir akım oluşturur. Akımın büyüklüğü, ölçülen kanalizasyonun oksijen kısmi basıncıyla orantılıdır. Sinyal, sensör üzerindeki ısıl direnç ile ölçülen sıcaklık sinyali ile birlikte transformatöre gönderilir. Verici, sensörde depolanan oksijen içeriği ile oksijen kısmi basıncı ve sıcaklığı arasındaki ilişki eğrisini kullanarak sudaki oksijen içeriğini hesaplar ve ardından bunu standart bir sinyal çıkışına dönüştürür. Referans elektrodun işlevi katodik potansiyeli belirlemektir. Çözünmüş oksijen sensörünün tepki süresi: 3 dakika sonra nihai ölçülen değerin yüzde 90'u ve 9 dakika sonra nihai ölçülen değerin yüzde 99'u; düşük akış hızı gereksinimi 0,5 cm/sn'dir.
