Меню

Датчик концентрации растворенного кислорода

Анализаторы растворенного кислорода в воде.

Прежде чем рассматривать анализаторы кислорода в воде, необходимо дать понимание того, что такое кислород.

Кислород (O2)– это самый распространенный на Земле элемент, на его долю в составе соединений приходится 47,4 % массы твёрдой земной коры. В пресной и морской воде содержится до 88% связанного кислорода по массе. Содержание свободного кислорода в атмосфере составляет 20,95% по объему и около 23,12% по массе. Кислород входит в состав клеток всех живых существ.

Кислород – это сильный окислитель, взаимодействующий практически со всеми элементами таблицы Менделеева, образуя, при этом, оксиды.

Контролирование содержания кислорода в воде остаётся важной проблемой. Сегодня, фактически, большинство отраслей науки и промышленности, таких, как черная и цветная металлургия, химическая и нефтехимическая промышленность, сельское хозяйство, медицина и фармацевтика, биология, рыбная и пищевая промышленность, различные службы охраны окружающей среды, заинтересованы в применении различных средств измерения содержания кислорода в воде. Знание о содержании кислорода в воде необходимо для применения практически любой биотехнологии. Содержание растворенного кислорода необходимо определять как в чистых природных водах, промышленных водах на производствах, так и в сточных водах после их очистки. При этом, стоит упомянуть, что процессы очистки сточных вод всегда должны сопровождаться контролем содержания кислорода. К тому же, определение концентрации растворенного кислорода является неотъемлемой частью анализа определения важнейшего показателя качества воды – биохимического потребления кислорода.

Определение концентрации растворенного кислорода, чаще всего, проводится при помощи метода Винклера или, по другому, йодометрического титрования, который общепринят и широко используется, в первую очередь, при экологическом и санитарно-химическом контроле. Суть метода заключается в анализировании кислорода, который вступает в реакцию с гидроксидом марганца, и его йодометрического титрования.

Метод определения концентрации растворенного кислорода основывается на способности гидроксида марганца (II) окисляться в щелочной среде до гидроксида марганца (IV), при этом количественно связывая кислород. В кислой среде гидроксид марганца (IV) переходит обратно в двухвалентное состояние, при этом, окисляя количество йода, пропорциональное связанному кислороду. Йод, выделившийся во время обратной реакции, оттитровывают при помощи раствора тиосульфата натрия, используя в качестве индикатора обыкновенный крахмал. Однако, на чистоту реакции и, соответственно, на объективность результатов исследования может оказать присутствие в воде активных примесей, таких, как: нитриты, сульфиды, двух- и трехвалентное железо.

Отметим, что, хотя метод йодометрического титрования Винклера и отнесен к стандартным химическим методам анализа растворов и существует множество его модификации, упрощающих исследования, но провести с помощью него оперативный анализ концентрации кислорода в полевых условиях невозможно. Именно поэтому, для оперативного измерения концентрации растворенного кислорода в воде были изобретены анализаторы растворенного кислорода, или оксиметры.

Анализатор растворенного кислорода – это специализированный измерительный прибор, который предназначается для оперативной оценки содержания кислорода в растворах, смесях и других средах, в лабораторных, промышленных или полевых условиях.

Принцип действия обычного анализатора растворенного кислорода основан на электрохимическом методе определения концентрации кислорода. Это значит что, для определения концентрации растворенного кислорода используется такое явление, как диффузия, в результате которой кислород поступает в датчик, на электродах которого возникают электрические токи. На основе параметров этих токов, при помощи автоматизированного цифрового преобразователя, может быть соотнесен и рассчитан показатель концентрации газа. После преобразования сигнала, информация о концентрации кислорода в воде поступает на дисплей прибора.

Существуют оксиметры, которые для анализа содержания газа в средах с высоким содержанием пара или пыли, а также для условий высокого давления и температур, применяют парамагнитный способ, основанный на том, что кислород легко притягивается к магниту.

Современные анализаторы кислорода могут выпускаться в различных модификациях, которые, в первую очередь, отличаются диапазоном измерений, максимальным среднеквадратическим отклонением и порогом чувствительности. Однако, такие параметры, как линейность (способность сохранять точность измерений на протяжение длительного времени) и повторяемость исследований. Современные анализаторы кислорода оснащаются механизмами компенсации, которые предотвращают негативное воздействие растворенных в воде элементов, способных связывать кислород и таким образом искажать результаты измерений. Оксиметры имеют высокую точность и скорость калибровки.

Удобство эксплуатации и высокие технические характеристики анализаторов кислорода существенно повышают эффективность химико-технологических исследований и делают такие приборы, попросту, незаменимыми.

Анализаторы кислорода в воде могут изготавливаться в промышленном и портативном исполнении.

1. Промышленный анализатор растворенного кислорода легко встраивается в систему автоматизированного управления. Устройство формирует стандартизированные сигналы и передает их по унифицированным протоколам на контроллер или операторский пульт, а также может быть подключено к другим смежным приборам. Установить такой прибор достаточно просто, ведь универсальный крепеж, поставляемый с анализаторами кислорода, позволяет разместить его в непосредственно рядом с емкостями с анализируемыми средами. Благодаря микропроцессорным технологиям, анализатор самостоятельно проводит диагностику, сохраняет в памяти результаты измерений и другие данные.

Читайте также:  Где датчик кислорода гольф 4

К промышленным анализаторам кислорода в воде относят:

а) Серия анализаторов АНКАТ-7655:

— АНКАТ-7655-02 – анализатор кислорода с «вечными» сенсорами для котлоагрегатов. Имеет возможность задания двух порогов сигнализации, и отключения потока воды. Оборудован выходами на периферийные устройства и ЭВМ. Пожалуй, это самый современный прибор данного типа.

— АНКАТ-7655-03 – для работы с БПС-21М. Имеет возможность подключать другие датчики, например на pH.

— АНКАТ-7655-04 – миниатюрный анализатор кислорода, для проведения всех основных замеров.

б) Серия анализаторов кислорода АКПМ-1-01:

— АКПМ-1-01А – комплектное исполнение с АС-06 для анализа кислорода в водах охлаждения первого контура ядерных реакторов.

— АКПМ-1-01Л – лабораторное исполнение прибора для точного измерения концентрации растворенного кислорода, температуры, и процента насыщения жидких сред кислородом.

— АКПМ-1-01П – анализатор кислорода во взрывозащищенном исполнении с возможностью измерения парциального давления и температуры.

— АКПМ-1-01Т – анализатор кислорода во взрывозащищенном исполнении с улучшенным амперометрическим сенсором, показания которого не зависят от скорости потока и температуры воды.

в) Серия анализаторов кислорода МАРК:

— МАРК-404 – анализатор кислорода для очистных сооружений, и открытых водоемов. Имеет возможность градуировки по атмосферному кислороду.

— МАРК-409 – прибор для атомной и тепловой энергетики. Способен работать в сложных условиях загрязненности воды, включая воды с окислами железа.

— МАРК-409/1 – взрывозащищенное исполнение МАРК-409.

2. Переносное исполнение анализаторов кислорода в воде выпускается для облегчения измерений в полевых и лабораторных условиях. К таким приборам относят:

а) Серия анализаторов кислорода АКПМ-1-02:

— АКПМ-1-02Б – компактный взрывозащищенный прибор с улучшенным сенсором для лабораторного и промышленного применения. Может встраиваться в трубопроводы и биореакторы. Имеет подсветку дисплея.

— АКПМ-1-02Т – предназначен для промышленой водоподготовки на предприятиях ТЭЦ, АЭС, ГРЭС, котельных и теплосетях. Оборудован улучшенным амперометрическим сенсором. Может калиброваться по воздуху или по ПГС.

— АКПМ-1-02Л – компактное лабораторное исполнение прибора для точного измерения концентрации растворенного кислорода, температуры, и процента насыщения жидких сред

б) Серия переносных анализаторов кислорода МАРК:

— МАРК-303Т – взрывозащищенный прибор для измерения концентрации растворенного кислорода в воде и температуры воды, в том числе деаэрированной.

— МАРК-302Т – прибор для оперативной проверки концентрации кислорода на объектах тепловой энергетики.

— МАРК-302Э – прибор для опреативных полевых и лабораторных измерений концентрации кислорода.

в) АЖА-101М – простой универсальный прибор для оперативных измерений.

г) АНКАТ-7655-05 (-06) – простой и надежный термооксиметр, предназначающийся для измерения концентрации кислорода в поверхностных водах, и температуры воды. Используется в экологических лабораториях.

Как видно из приведенного выше списка, производители предлагают целую линейку приборов для анализа содержания кислорода в воде. Чтобы среди разнообразия моделей анализаторов кислорода выбрать устройство, удовлетворяющее потребностям лаборатории или производственных процессов, специфике проводимых исследований, необходимо внимательно ознакомиться с конструктивными особенностями и рекомендациями изготовителя по сфере и условиям применения анализатора.

Источник

Датчики растворенного кислорода: важное измерение для здоровья водной среды

Здоровье водной среды — важный компонент обеспечения здоровья всех форм жизни в воде. Рыбе, бактериям, растениям и беспозвоночным необходима здоровая водная среда для жизни и процветания. Лучший способ защитить водную среду и позаботиться о ней — это следить за растворенным в воде кислородом.

1 Что такое растворенный кислород? Почему так важно оценивать растворенный кислород?
2 Как измерить растворенный кислород
2.1 Гальванические датчики растворенного кислорода
2.2 Оптические датчики растворенного кислорода
3 Как растворенный кислород говорит нам о состоянии воды
4 преимущества измерения растворенного кислорода
5 Использование датчиков растворенного кислорода для здоровья водной среды

Растворенный кислород относится к количеству кислорода, который растворился в воде, что может происходить в результате аэрации или диффузии в окружающем воздухе. Это также побочный продукт, который образуется в результате фотосинтеза растений. Чтобы рыба и другие живые существа оставались здоровыми, важно, чтобы они получали нужное количество растворенного кислорода. Если состояние водной среды ухудшается, они могут не получать количество растворенного кислорода, необходимое им для выживания, что может привести к удушью.

На очистных сооружениях или других промышленных объектах количество растворенного кислорода в воде должно поддерживаться на идеальном уровне. Если когда-либо растворенный кислород станет слишком низким или слишком высоким, водная среда начнет ухудшаться. Если вы хотите убедиться, что растворенный кислород в вашей воде находится на нужном уровне, вам следует предпринять необходимые шаги, чтобы понять и выбрать подходящий датчик растворенного кислорода для вашей системы.

Читайте также:  Поплавок для датчика уровня охлаждающей жидкости

Что такое растворенный кислород? Почему так важно оценивать растворенный кислород?

Растворенный кислород — это несоставная форма кислорода, которую можно найти в воде и других типах жидкостей. Этот тип кислорода полезен для определения качества воды, поскольку он важен для организмов, живущих в воде. При изучении озер эта форма кислорода считается вторым по важности фактором водоема. Считается, что важнее сама вода.

Когда растворенный кислород становится слишком высоким или слишком низким, качество воды и водных организмов в ней может пострадать. Несоставной кислород относится к кислороду, который не связался с другим элементом, что означает, что в воде есть свободные молекулы O2. Уровень растворенного кислорода может влиять на многие формы жизни в воде, включая рыб, растений, беспозвоночных и бактерий. Эти организмы могут дышать только из-за растворенного кислорода.

Растворенный кислород может попадать в воду разными способами. Во-первых, он может распространяться в воздухе, прежде чем достигнет поверхности воды. Его также можно смешивать с водой путем искусственной или естественной аэрации. Аэрация воды может быть вызвана множеством причин, в том числе выбросом грунтовых вод, ветром или водопадами. Наконец, этот тип кислорода может быть произведен путем фотосинтеза в качестве побочного продукта морских водорослей или водорослей.

При рассмотрении аквакультуры важно оценить уровень растворенного кислорода, чтобы правильно оценить качество воды. Если уровень растворенного в воде кислорода упадет, возможно, рыба и другие живые существа задохнутся. Важность измерения уровня растворенного кислорода в некоторой степени зависит от того, чем он измеряется. Если смотреть на очистные сооружения для сточных вод, низкие показатели растворенного кислорода означают, что бактерии, необходимые для разложения сточных вод, погибнут. Если показания будут слишком высокими, энергоэффективность значительно ухудшится, поэтому очень важно, чтобы очистные сооружения измеряли уровень растворенного кислорода в воде.

Для промышленных применений, таких как котлы, необходимы низкие уровни растворенного кислорода, чтобы предотвратить образование накипи и коррозии. Помимо компаний, растворенный кислород также может влиять на питьевую воду, потребляемую потребителями. Для питьевой воды уровень растворенного кислорода должен быть высоким, чтобы улучшить общий вкус воды. Из-за того, насколько важны правильные уровни растворенного кислорода практически для всех применений, связанных с водой, рекомендуется измерять уровни растворенного кислорода с помощью датчиков растворенного кислорода.

Как измерить растворенный кислород
Содержание растворенного кислорода можно измерить с помощью одного из многочисленных датчиков растворенного кислорода, которые мы предлагаем здесь, в компании МоемГород. Метод, который используется для измерения растворенного кислорода, зависит от типа датчика, который вы используете, а их бывает два типа. Вы можете измерять растворенный кислород с помощью гальванического датчика растворенного кислорода или оптического датчика растворенного кислорода, оба из которых могут предоставить вам точные результаты. Процесс измерения для обоих типов датчиков довольно прост и занимает от 1 до 2 минут. Лучшим аспектом использования одного из этих датчиков является то, что вам не нужно много оборудования для выполнения процесса измерения.

Чтобы определить, почему изменились уровни растворенного кислорода, вы можете измерить соленость, температуру и давление воды. Эти факторы будут определять количество растворенного кислорода в воде. Такие компенсации могут выполняться вручную или с помощью автоматических сист/product/milwaukee-instruments. ем, таких как программное обеспечение для регистрации данных или датчик растворенного кислорода. Хотя эти датчики предоставят вам текущую температуру воды, а также несколько дополнительных показаний, соленость можно измерить с помощью кондуктометрического датчика проводимости. Большинство этих датчиков также можно интегрировать с ПЛК или аналогичной системой управления.

Гальванические датчики растворенного кислорода

Гальванический датчик растворенного кислорода снабжен двумя отдельными электродами, которые включают катод и анод. Эти электроды помещаются непосредственно в раствор электролита, который находится внутри основного корпуса датчика. Эти электроды отделены от воды проницаемой мембраной. Эта мембрана позволяет кислороду из воды проникать в датчик и диффундировать, прежде чем он будет восстановлен катодом. Этот процесс создает электрический сигнал, который отправляется на анод, прежде чем снова попасть в измерительный прибор. Концентрация кислорода будет увеличиваться по мере уменьшения диффузии кислорода.

В конце концов, процесс завершится, а это значит, что вам будут предоставлены показания, которые будут отправлены на прибор для измерения растворенного кислорода. Основное преимущество использования этого типа датчика заключается в том, что он имеет быстрое время отклика и не требует времени на прогрев. Стоимость датчика этого типа составляет от 500 до 650 долларов в зависимости от конкретной модели, которую вы выберете. К основному гальваническому датчику Milwaukee относится артикул Milwaukee MA860.

Читайте также:  Куда ставятся датчики холтера

Оптические датчики растворенного кислорода

Оптические датчики растворенного кислорода используют специальный краситель для измерения уровня растворенного кислорода. Этот краситель будет светиться красным при воздействии света определенной длины. Непосредственно поверх краски наносится проницаемый слой краски, через который может проходить кислород из воды. Как только молекулы кислорода проходят через слой краски, эти молекулы будут мешать люминесценции красителя, что вызывает излучение света. Излучаемый свет измеряется фотодиодом, который преобразует свет в стандартный электрический ток.

Полученное вами значение затем можно сравнить с эталонным показанием, что позволит вам рассчитать, сколько растворенного кислорода содержится в воде. Хотя оптические датчики требуют значительного энергопотребления, они также обладают высокой стабильностью и требуют обслуживания только каждые 1-2 года. Если вы хотите приобрести один из этих датчиков, модель Sensorex Lumin-S поставляется с цифровой связью по цене около 1300 долларов.

Как растворенный кислород говорит нам о состоянии воды

Различные типы датчиков растворенного кислорода дают показания по-разному. Если смотреть конкретно на гальванические датчики растворенного кислорода, эти датчики необходимо перемещать в воде, чтобы вы могли получить точные показания. Этот метод измерения растворенного кислорода полностью зависит от потока воды, а это означает, что датчик необходимо перемешивать, пока показания не перестанут расти. Когда это произойдет, на дисплее в конце устройства будет отображаться показание. Это значение будет представлено в мг/л, что означает миллиграммы на литр.

Что касается оптических датчиков растворенного кислорода, их необходимо подключить к отдельному интерфейсу, чтобы вы могли получать нужные вам показания. Если вы планируете использовать этот тип датчика, он известен тем, что обеспечивает очень точные показания даже при низких уровнях растворенного кислорода. Важно отметить, что показания оптического датчика могут длиться примерно в два раза дольше, чем показания гальванического датчика.

Идеальное количество растворенного кислорода зависит от пробы воды, которую вы исследуете. Для водоснабжения, доступного для потребления населением, обычно требуется, чтобы количество растворенного кислорода никогда не было ниже 3,0 мг/л. Идеальное количество растворенного кислорода для большинства рыб составляет около 7-9 мг/л. Большинство рыб не могут выжить, если уровень DO падает ниже 3,0 мг/л.

Для промышленного применения идеальные диапазоны растворенного кислорода могут значительно варьироваться от завода к предприятию. На очистных сооружениях уровни DO обычно должны находиться в пределах 1-3 мг / л, что гарантирует, что бактерии будут продолжать разлагать отходы. Показания выше 3,0 мг / л будут менее эффективными, чем вы хотите. Большинство датчиков DO предоставляют диапазон от 0 до 50 мг / л.

Преимущества измерения растворенного кислорода

Независимо от того, с каким типом промышленного применения вы работаете, преимущества измерения количества растворенного кислорода в воде многочисленны. Если вы управляете или владеете установкой для очистки сточных вод, поддержание уровней DO на установке гарантирует, что разложение отходов остается эффективным. Слишком низкий уровень DO приведет к гибели полезных бактерий. С другой стороны, высокие уровни DO приводят к неэффективности процесса и количества потребляемой энергии. То же самое верно для всех типов применений. Идеальные уровни DO означают, что вам не нужно беспокоиться о качестве воды.

Когда уровни DO становятся слишком высокими или слишком низкими, вам потребуется потратить значительное количество времени на исправление проблемы. Регулярно измеряя показания, вы можете сразу же вносить необходимые корректировки. Для чего-то вроде водопровода более высокие уровни DO вызывают сильную коррозию, чего следует избегать. Регулярно измеряя растворенный кислород, вы сможете поддерживать растворенный кислород на соответствующем уровне. Измерение растворенного кислорода может быть полезно для многих приложений, включая здоровье водной среды и рыбоводство, транспортировку живой рыбы, контроль коррозии и очистку сточных вод.

Использование датчиков растворенного кислорода для здоровья водной среды
В целом, наличие и поддержание идеального уровня растворенного кислорода имеет решающее значение для окружающей среды аквакультуры. В то время как неправильный уровень растворенного кислорода может иметь разные последствия в зависимости от того, для чего используется вода, среда аквакультуры всегда будет страдать, если растворенный кислород будет слишком высоким или слишком низким.

Чтобы избежать этих проблем и поддерживать идеальный уровень, вам следует подумать о выборе таких очень полезных датчиков растворенного кислорода и оксиметров, как оптический датчик растворенного кислорода или гальванический датчик растворенного кислорода, оба из которых доступны на нашем сайте МоемГород, Если вас интересуют другие датчики измерения воды, обратите внимание на предлагаемые нами датчики pH и датчики проводимости.

Источник

Adblock
detector