Betjening af pH-målere og opløst oxygen-analysatorer
1. Arbejdsprincip for pH-meter
Vands pH-værdi afhænger af mængden af opløste stoffer, så pH-værdien kan følsomt indikere ændringer i vandkvaliteten. Ændringer i pH-værdi har stor indflydelse på organismers reproduktion og overlevelse. Samtidig påvirker de også aktivt slams biokemi alvorligt, hvilket påvirker behandlingseffekten. pH-værdien af spildevand er generelt kontrolleret mellem 6,5 og 7. Vand er kemisk neutralt, og visse vandmolekyler nedbrydes spontant efter følgende formel: H2O=H++OH-, det vil sige til brint ioner og hydroxidioner. I en neutral opløsning er koncentrationerne af hydrogenioner H+ og hydroxidioner OH- begge 10-7mol/l, og pH-værdien er den negative af base 10-logaritmen af hydrogenionkoncentrationen: pH{{11} }log, så neutral. pH-værdien af opløsningen er lig med 7. Hvis der er overskydende hydrogenioner, er pH-værdien mindre end 7, og opløsningen er sur; omvendt, hvis der er overskydende hydroxidioner, er opløsningen basisk.
pH-værdien måles normalt ved den potentiometriske metode. En referenceelektrode med et konstant potentiale og en måleelektrode bruges normalt til at danne en primær celle. Den primære celles elektromotoriske kraft afhænger af koncentrationen af hydrogenioner og opløsningens pH. Anlægget anvender pH-sensorer og pH-transmittere. Der er en speciel glassonde, der er følsom over for pH på måleelektroden. Det er lavet af specialglas, der kan lede elektricitet og gennemtrænge brintioner. Det har egenskaberne med høj målenøjagtighed og god anti-interferens ydeevne. Når glassonden kommer i kontakt med brintioner, dannes der et elektrisk potentiale. Potentialet måles ved hjælp af en sølvtrådsreferenceelektrode suspenderet i en sølvkloridopløsning. Forskellige pH-værdier producerer forskellige potentialer, som omdannes til standard 4-20mA output gennem en transmitter.
2. Funktionsprincip for analysator for opløst ilt
Iltindholdet i vand kan fuldt ud indikere graden af selvrensning af vand. For biologiske renseanlæg, der anvender aktivt slam, er det meget vigtigt at forstå iltindholdet i beluftningstanke og oxidationsgrøfter. Øget opløst ilt i spildevand vil fremme andre biologiske aktiviteter end anaerobe mikroorganismer og derved fjerne flygtige stoffer og let Naturligt oxiderede ioner rense spildevand. Der er tre hovedmetoder til måling af iltindhold: automatisk kolorimetrisk analyse og kemisk analysemåling, paramagnetisk metodemåling og elektrokemisk metodemåling. Mængden af opløst oxygen i vand måles generelt ved hjælp af elektrokemiske metoder.
Ilt er opløseligt i vand, og dets opløselighed afhænger af temperatur, totaltryk ved vandoverfladen, partialtryk og opløste salte i vandet. Jo højere atmosfærisk tryk, jo større er vandets evne til at opløse ilt. Forholdet er bestemt af Henrys lov og Daltons lov. Henrys lov siger, at opløseligheden af en gas er proportional med dens partialtryk.
Tager man iltmålesensoren som eksempel, består elektroden af en katode (almindeligvis lavet af guld og platin), en modelektrode med strøm (sølv) og en referenceelektrode uden strøm (sølv). Elektroden er nedsænket i en elektrolyt såsom KCl, KOH, sensoren er dækket af en membran, som adskiller elektroden og elektrolytten fra den væske, der måles, og dermed beskytter sensoren, forhindrer elektrolytten i at undslippe, og forhindrer indtrængen af fremmedlegemer. stoffer, der kan forårsage forurening og forgiftning. En polariserende spænding påføres mellem modelektroden og katoden. Hvis måleelementet nedsænkes i vand med opløst ilt, vil ilt diffundere gennem separatoren, og iltmolekylerne på katoden (overskydende elektroner) vil blive reduceret til hydroxidioner: O{{0}}H2O{ {2}}e-® 4OH-. En elektrokemisk ækvivalent af sølvchlorid udfældes på modelektroden (elektronmangel): 4Ag+4Cl-® 4AgCl+4e-. For hvert iltmolekyle udsender katoden 4 elektroner, og modelektroden accepterer elektronerne for at danne en strøm. Strømmens størrelse er proportional med iltpartialtrykket af det målte spildevand. Dette signal sendes sammen med temperatursignalet målt af den termiske modstand på sensoren til transformeren. Senderen bruger forholdskurven mellem iltindholdet, iltpartialtrykket og temperaturen, der er lagret i sensoren, til at beregne iltindholdet i vandet og konverterer det derefter til et standardsignaloutput. Referenceelektrodens funktion er at bestemme katodepotentialet. Responstiden for sensoren for opløst ilt er: 90 % af den endelige måleværdi nås efter 3 minutter, og 99 % af den endelige måleværdi nås efter 9 minutter; kravet til lav flowhastighed er 0,5 cm/s.
