Industriële toepassingen die veel met water te maken hebben, zoals de aquacultuur, moeten de de zuurstof concentratie van water continu meten. In dit blog beantwoorden wij vragen over dit proces en kom je meer te weten over de verschillende typen zuurstofsensoren, wat de voor- en nadelen ervan zijn en hoe de meting plaatsvindt.
In alle water gerelateerde industrieën wordt het opgelost zuurstof gehalte van het water gemeten. Deze parameter is belangrijk voor het functioneren van aquatische ecosystemen — het weerspiegelt hun "gezondheid", d.w.z. onder andere het evenwicht tussen zuurstoftoevoer vanuit de atmosfeer en fotosynthese. De meting geeft tevens inzage in de waterkwaliteit.
Zuurstofbeheersing is daarom onder andere noodzakelijk in verwarmingssystemen, waar de aanwezigheid van zuurstof een teken van corrosie is, maar ook in viskwekerijen, waar het essentieel is voor de overleving van vissen en planten.
Gezond water zou een algemene opgeloste zuurstof concentratie van meer dan 6.5-8 mg/L en tussen ongeveer 80-120% moeten hebben.
Typische toepassingen waarin zuurstof sensoren worden gebruikt:
Drinkwater controle
Visteelt (zoet en zout water)
In gemeentelijke en industriële afvalwaterzuiveringsinstallaties
Algemene water— en afvalwatertechnologie
Universiteiten en onderwijsinstellingen
Sensoren voor opgelost zuurstof worden onder andere gebruikt in de visteelt
Zuurstof wordt bijvoorbeeld gemeten in mg/l, ppm, ppb of % volume.
Er moet rekening mee worden gehouden dat het meetresultaat wordt beïnvloed door waarden zoals:
temperatuur van de meetoplossing — deze kan worden gecompenseerd door een geïntegreerde temperatuursensor zoals bij de JUMO digiLine O-DO S10 do meter (zuurstof meter).
omgevingsluchtdruk
zoutgehalte
Elektrometrische sensoren meten de concentratie van opgeloste zuurstof in water op basis van de elektrische stroom die wordt gegenereerd.
Bij gebruik van elektrometrische do meters kan ontbinding van de anode en slijtage van de elektrolyt tijdens gebruik niet worden vermeden.
Optische sensoren, ook bekend als luminescentiesensoren, meten de concentratie van opgelost zuurstof in water op basis van het doven van luminescentie in aanwezigheid van zuurstof door een zuurstof doorlatend membraan.
Luminescentie is een zeer gevoelige testmethode waarmee verschillende stoffen kunnen worden gedetecteerd. In optische zuurstofsensoren verloopt de meting als volgt:
1. De sensor heeft een sensorkap met een interne luminofore coating (voorzien van pigment dat oplicht bij UV-licht).
2. Een lichtbron in de sensor verlicht de luminofoor cyclisch.
3. Door energie te absorberen verandert fosfor in een meer energieke toestand, na enige tijd keert het terug naar de basis stand en zendt het de resterende energie uit in de vorm van rood licht (fluorescerende straling genoemd), dat wordt vervolgens gedetecteerd door een fotodiode in de sensor.
4. In aanwezigheid van zuurstof botst fosfor ermee en wordt de uitstoot van lichtgevende straling niet gestopt.
5. In het proces wordt geen zuurstof verbruikt en er is geen minimale stroomsnelheid vereist. Deze meetmethode maakt een hoge meetnauwkeurigheid mogelijk, zelfs bij lage zuurstofconcentraties.
Optische zuurstofsensor - werkingsprincipe
Een voorbeeld van een optische do meter voor het meten van opgelost zuurstof in water en andere vloeistoffen, is de digitale sensor JUMO digiLine O-DO S10. Dankzij de hoge meetnauwkeurigheid wordt deze do meter in verschillende industriële toepassingen ingezet, zoals de viskwekerij, afvalwaterzuivering, oppervlaktewater en laboratoria. Een van de belangrijkste voordelen van deze sensor is dat er geen elektrolyten bijgevuld hoeven worden en dat kalibratie niet vaak nodig is. De sensor is uitgerust met zowel digitale als analoge interfaces, waardoor veelzijdige toepassing in verschillende meetsystemen mogelijk is. Bovendien zorgen de zelfdiagnose functies van de sensor voor een constante bewaking van de toestand en een snelle detectie van eventuele storingen. De gemeten waarde voor opgelost zuurstof wordt automatisch gecompenseerd voor temperatuur. Daarnaast kan de meetwaarde met behulp van externe sensoren worden gecompenseerd voor luchtdruk en zoutgehalte van het medium.
De JUMO digiLine O-DO S10 sensor heeft de volgende bedrijfsmodi:
De voordelen van een op luminescentie gebaseerd optisch meetinstrument voor opgelost zuurstof, in vergelijking met een elektrometrische sensor, zijn:
stabiliteit en nauwkeurigheid van de meting over een langere periode — kalibratie wordt minder vaak uitgevoerd
minder onderhoudswerkzaamheden
geen verandering van elektrolyten
geen polarisatiespanning nodig
geen minimale instroom
geringe drift