Inleiding tot het principe van een draagbare meter voor opgeloste zuurstof
Er zijn drie hoofdmethoden voor het meten van het zuurstofgehalte: automatische colorimetrische analyse en chemische analysemeting, paramagnetische methodemeting en elektrochemische methodemeting. De hoeveelheid opgeloste zuurstof in water wordt doorgaans gemeten met behulp van elektrochemische methoden. De installatie maakt gebruik van de COS4-sensor voor opgeloste zuurstof en de COM252-zender voor opgeloste zuurstof. Zuurstof is oplosbaar in water en de oplosbaarheid ervan hangt af van de temperatuur, de totale druk aan het wateroppervlak, de partiële druk en de opgeloste zouten in het water. Hoe hoger de atmosferische druk, hoe groter het vermogen van water om zuurstof op te lossen. De relatie wordt bepaald door de wet van Henry en de wet van Dalton. De wet van Henry stelt dat de oplosbaarheid van een gas evenredig is met de partiële druk ervan. Als we de COS4-zuurstofmeetsensor als voorbeeld nemen, bestaat de elektrode uit een kathode (meestal gemaakt van goud en platina), een tegenelektrode met stroom (zilver) en een referentie-elektrode zonder stroom (zilver). De elektrode wordt ondergedompeld in een elektrolyt zoals KCl. Bij KOH wordt de sensor bedekt door een diafragma. Het diafragma scheidt de elektrode en het elektrolyt van de te meten vloeistof, waardoor de sensor wordt beschermd, het elektrolyt niet kan ontsnappen en het binnendringen van vreemde stoffen wordt voorkomen die verontreiniging en vergiftiging kunnen veroorzaken. Integendeel, er wordt een polariserende spanning aangelegd tussen de elektrode en de kathode. Als het meetelement wordt ondergedompeld in water met opgeloste zuurstof, zal zuurstof door de afscheider diffunderen en zullen de op de kathode aanwezige zuurstofmoleculen (overtollige elektronen) worden gereduceerd tot hydroxide-ionen: O2 +2H2O+4 e-® 4OH-. Een elektrochemisch equivalent van zilverchloride slaat neer op de tegenelektrode (elektronentekort): 4Ag{{10}}Cl-® 4AgCl+4e-. Voor elk zuurstofmolecuul zendt de kathode 4 elektronen uit, en de tegenelektrode accepteert de elektronen om een stroom te vormen. De grootte van de stroom is evenredig met de partiële zuurstofdruk van het gemeten rioolwater. Dit signaal wordt samen met het door de thermische weerstand gemeten temperatuursignaal naar de sensor gestuurd. De zender gebruikt de relatiecurve tussen het zuurstofgehalte, de partiële zuurstofdruk en de temperatuur die in de sensor is opgeslagen om het zuurstofgehalte in het water te berekenen en zet dit vervolgens om in een standaard signaaluitvoer. De functie van de referentie-elektrode is het bepalen van de kathodepotentiaal. De responstijd van de COS4 sensor voor opgeloste zuurstof is: 90% van de uiteindelijke meetwaarde wordt na 3 minuten bereikt en 99% van de uiteindelijke meetwaarde wordt na 9 minuten bereikt; de minimale vereiste stroomsnelheid is 0,5 cm/s.
