Liuennut happi tarkoittaa veteen liuenneen hapen määrää, joka yleensä ilmoitetaan DO:na ja ilmaistaan milligrammoina happea litraa vettä kohden (mg/l tai ppm). Jotkut orgaaniset yhdisteet hajoavat biologisesti aerobisten bakteerien vaikutuksesta, jotka kuluttavat vedessä olevaa liuennutta happea, eikä liuennutta happea voida täydentää ajoissa. Vesistössä olevat anaerobiset bakteerit lisääntyvät nopeasti, ja orgaaninen aines värjää vesistön mustaksi pilaantumisen ja hajun vuoksi. Liuenneen hapen määrä veteen on indikaattori, joka mittaa vesistön itsepuhdistuskykyä. Veteen liuennut happi kuluu, ja sen palautuminen alkuperäiseen tilaan kestää lyhyen ajan, mikä osoittaa, että vesistöllä on vahva itsepuhdistuskyky tai että vesistön saastuminen ei ole vakavaa. Muussa tapauksessa se tarkoittaa, että vesistö on vakavasti saastunut, itsepuhdistuskyky on heikko tai itsepuhdistuskyky on jopa menetetty. Se liittyy läheisesti ilman hapen osapaineeseen, ilmakehän paineeseen, veden lämpötilaan ja veden laatuun.
1.Vesiviljely: vesiviljelytuotteiden hengitystarpeen varmistamiseksi, happipitoisuuden reaaliaikainen seuranta, automaattinen hälytys, automaattinen hapetus ja muut toiminnot
2. Luonnonvesien vedenlaadun seuranta: Havaitsee vesien saastumisasteen ja itsepuhdistuskyvyn ja estää biologista saastumista, kuten vesistöjen rehevöitymistä.
3. Jätevedenkäsittely, ohjausindikaattorit: anaerobinen säiliö, aerobinen säiliö, ilmastussäiliö ja muita indikaattoreita käytetään vedenkäsittelyn vaikutuksen ohjaamiseen.
4. Metallimateriaalien korroosion hallinta teollisuuden vesihuoltoputkistoissa: Yleensä ppb (ug/l) -alueen antureita käytetään putkiston ohjaamiseen nollahapen saavuttamiseksi ruosteen estämiseksi. Sitä käytetään usein voimalaitoksissa ja kattilalaitteissa.
Tällä hetkellä markkinoiden yleisimmässä liuenneen hapen mittarissa on kaksi mittausperiaatetta: kalvomenetelmä ja fluoresenssimenetelmä. Mitä eroa näillä kahdella on?
1. Kalvomenetelmä (tunnetaan myös polarografiamenetelmänä, vakiopainemenetelmänä)
Kalvomenetelmässä käytetään sähkökemiallisia periaatteita. Puoliläpäisevää kalvoa käytetään erottamaan platinakatodi, hopeaanodi ja elektrolyytti ulkopinnasta. Normaalisti katodi on lähes suorassa kosketuksessa tämän kalvon kanssa. Happi diffundoituu kalvon läpi suhteessa sen osapaineeseen. Mitä suurempi hapen osapaine on, sitä enemmän happea kulkee kalvon läpi. Kun liuennut happi tunkeutuu jatkuvasti kalvon läpi ja tunkeutuu onteloon, se pelkistyy katodilla muodostaen virran. Tämä virta on suoraan verrannollinen liuenneen hapen pitoisuuteen. Mittariosa käy läpi vahvistusprosessin, joka muuntaa mitatun virran pitoisuusyksiköksi.
2. Fluoresenssi
Fluoresoivassa anturissa on sisäänrakennettu valonlähde, joka lähettää sinistä valoa ja valaisee fluoresoivan kerroksen. Fluoresoiva aine lähettää punaista valoa virityksen jälkeen. Koska happimolekyylit voivat ottaa energiaa (sammutusvaikutus), virittyneen punaisen valon aika ja intensiteetti liittyvät happimolekyyleihin. Pitoisuus on kääntäen verrannollinen. Mittaamalla virittyneen punaisen valon ja vertailuvalon välinen vaihe-ero ja vertaamalla sitä sisäiseen kalibrointiarvoon voidaan laskea happimolekyylien pitoisuus. Mittauksen aikana ei kulu happea, tiedot ovat vakaat, suorituskyky on luotettava eikä häiriöitä ole.
Analysoidaan se kaikille käytön kannalta:
1. Käytettäessä polarografisia elektrodeja, lämmitä niitä vähintään 15–30 minuuttia ennen kalibrointia tai mittausta.
2. Elektrodin kuluttaman hapen vuoksi anturin pinnan happipitoisuus laskee välittömästi, joten on tärkeää sekoittaa liuosta mittauksen aikana! Toisin sanoen, koska happipitoisuus mitataan kuluttamalla happea, on olemassa systemaattinen virhe.
3. Sähkökemiallisen reaktion etenemisen vuoksi elektrolyyttipitoisuus kuluu jatkuvasti, joten elektrolyyttiä on lisättävä säännöllisesti pitoisuuden varmistamiseksi. Jotta kalvon elektrolyytissä ei ole kuplia, on kaikki nestekammiot poistettava kalvopään ilmaa asennettaessa.
4. Jokaisen elektrolyytin lisäyksen jälkeen vaaditaan uusi kalibrointisykli (yleensä nollapisteen kalibrointi hapettomassa vedessä ja kulmakertoimen kalibrointi ilmassa), ja silloinkin, vaikka käytettäisiin automaattisella lämpötilakompensaatiolla varustettua laitetta, sen on oltava lähellä näyteliuoksen lämpötilaa. Elektrodi on parempi kalibroida näyteliuoksen lämpötilassa.
5. Puoliläpäisevän kalvon pinnalle ei saa jäädä kuplia mittausprosessin aikana, muuten se tulkitsee kuplat hapella kyllästetyksi näytteeksi. Sitä ei suositella käytettäväksi ilmastussäiliössä.
6. Prosessista johtuen kalvopää on suhteellisen ohut, erityisen helppo puhkaista tietyssä syövyttävässä väliaineessa, ja sen käyttöikä on lyhyt. Se on kulutustavara. Jos kalvo vaurioituu, se on vaihdettava.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kalvomenetelmässä tarkkuusvirhe on altis poikkeamille, huoltoaika on lyhyt ja toiminta on hankalampaa!
Entä fluoresenssimenetelmä? Fysikaalisen periaatteen vuoksi happea käytetään vain katalyyttinä mittausprosessissa, joten mittausprosessi on käytännössä vapaa ulkoisista häiriöistä! Korkean tarkkuuden, huoltovapaat ja parempilaatuiset anturit jätetään käytännössä ilman valvontaa 1–2 vuodeksi asennuksen jälkeen. Onko fluoresenssimenetelmässä todellakaan puutteita? Tietenkin on!
Julkaisun aika: 15.12.2021