Ištirpęs deguonis – tai vandenyje ištirpusio deguonies kiekis, paprastai registruojamas kaip DO, išreiškiamas miligramais deguonies litre vandens (mg/l arba ppm). Kai kurie organiniai junginiai biologiškai skaidomi aerobinių bakterijų, kurios sunaudoja vandenyje ištirpusį deguonį, todėl ištirpusio deguonies laiku neatsinaujina. Anaerobinės bakterijos vandens telkinyje greitai dauginasi, o organinės medžiagos dėl gedimo ir kvapo paverčia vandens telkinį juodu. Ištirpusio deguonies kiekis vandenyje yra rodiklis, rodantis vandens telkinio savaiminio apsivalymo gebėjimą. Ištirpęs deguonis vandenyje yra sunaudojamas ir jam reikia trumpo laiko, kad atsistatytų į pradinę būseną, o tai rodo, kad vandens telkinys turi stiprų savaiminio apsivalymo gebėjimą arba kad vandens telkinio tarša nėra didelė. Priešingu atveju tai reiškia, kad vandens telkinys yra labai užterštas, savaiminio apsivalymo gebėjimas yra silpnas arba netgi prarastas. Tai glaudžiai susiję su deguonies daliniu slėgiu ore, atmosferos slėgiu, vandens temperatūra ir vandens kokybe.
1. Akvakultūra: užtikrinti vandens produktų kvėpavimo poreikį, deguonies kiekio stebėjimą realiuoju laiku, automatinę signalizaciją, automatinį aprūpinimą deguonimi ir kitas funkcijas
2. Natūralių vandenų vandens kokybės stebėsena: nustatyti vandens taršos laipsnį ir savaiminio apsivalymo gebėjimą bei užkirsti kelią biologinei taršai, pvz., vandens telkinių eutrofikacijai.
3. Nuotekų valymas, kontrolės indikatoriai: vandens valymo efektui kontroliuoti naudojami anaerobinis bakas, aerobinis bakas, aeravimo bakas ir kiti indikatoriai.
4. Pramoninių vandens tiekimo vamzdynų metalinių medžiagų korozijos kontrolė: Paprastai vamzdynams valdyti naudojami ppb (ug/l) diapazono jutikliai, siekiant užtikrinti nulinį deguonies kiekį ir išvengti rūdžių. Jis dažnai naudojamas elektrinėse ir katilinėse.
Šiuo metu labiausiai paplitęs rinkoje esantis ištirpusio deguonies matuoklis turi du matavimo principus: membraninį metodą ir fluorescencinį metodą. Taigi, kuo jie skiriasi?
1. Membraninis metodas (dar žinomas kaip poliarografinis metodas, pastovaus slėgio metodas)
Membraninis metodas naudoja elektrocheminius principus. Platinos katodui, sidabro anodui ir elektrolitui nuo išorės atskirti naudojama pusiau pralaidi membrana. Paprastai katodas beveik tiesiogiai liečiasi su šia plėvele. Deguonis difunduoja per membraną santykiu, proporcingu jo daliniam slėgiui. Kuo didesnis deguonies dalinis slėgis, tuo daugiau deguonies praeis pro membraną. Kai ištirpęs deguonis nuolat prasiskverbia pro membraną ir prasiskverbia į ertmę, jis ant katodo redukuojamas ir susidaro srovė. Ši srovė yra tiesiogiai proporcinga ištirpusio deguonies koncentracijai. Matuoklio dalis yra sustiprinama, kad išmatuota srovė būtų paversta koncentracijos vienetu.
2. Fluorescencija
Fluorescencinis zondas turi įmontuotą šviesos šaltinį, kuris skleidžia mėlyną šviesą ir apšviečia fluorescencinį sluoksnį. Sužadinta fluorescencinė medžiaga skleidžia raudoną šviesą. Kadangi deguonies molekulės gali atimti energiją (gesinimo efektas), sužadintos raudonos šviesos laikas ir intensyvumas yra susiję su deguonies molekulėmis. Koncentracija yra atvirkščiai proporcinga. Išmatavus sužadintos raudonos šviesos ir etaloninės šviesos fazių skirtumą ir palyginus jį su vidine kalibravimo verte, galima apskaičiuoti deguonies molekulių koncentraciją. Matavimo metu deguonis nesunaudojamas, duomenys yra stabilūs, veikimas patikimas ir nėra trukdžių.
Išanalizuokime tai visiems nuo naudojimo:
1. Naudojant poliarografinius elektrodus, prieš kalibravimą ar matavimą juos reikia pašildyti bent 15–30 minučių.
2. Dėl elektrodo sunaudojamo deguonies, deguonies koncentracija zondo paviršiuje akimirksniu sumažės, todėl matavimo metu svarbu maišyti tirpalą! Kitaip tariant, kadangi deguonies kiekis matuojamas sunaudojant deguonį, atsiranda sisteminė paklaida.
3. Dėl elektrocheminės reakcijos eigos elektrolito koncentracija nuolat mažėja, todėl norint užtikrinti koncentraciją, būtina reguliariai įpilti elektrolito. Siekiant užtikrinti, kad membranos elektrolite nebūtų burbuliukų, montuojant membranos galvutės orą, reikia pašalinti visas skysčio kameras.
4. Įpylus kiekvieną elektrolitą, reikalingas naujas kalibravimo ciklas (paprastai nulinio taško kalibravimas vandenyje be deguonies ir nuolydžio kalibravimas ore), ir net jei naudojamas prietaisas su automatiniu temperatūros kompensavimu, jis turi būti artimas. Geriau elektrodą kalibruoti mėginio tirpalo temperatūroje.
5. Matavimo metu ant pusiau pralaidžios membranos paviršiaus neturėtų likti burbuliukų, kitaip burbuliukai bus laikomi deguonimi prisotintu mėginiu. Nerekomenduojama naudoti aeracijos bake.
6. Dėl technologinių priežasčių membranos galvutė yra gana plona, ypač lengvai praduriama tam tikroje korozinėje terpėje ir trumpai tarnauja. Tai yra sunaudojama prekė. Jei membrana pažeista, ją reikia pakeisti.
Apibendrinant galima teigti, kad membraninio metodo tikslumo paklaida yra linkusi nukrypti, priežiūros laikotarpis yra trumpas, o operacija yra sudėtingesnė!
O kaip dėl fluorescencijos metodo? Dėl fizikinio principo deguonis matavimo procese naudojamas tik kaip katalizatorius, todėl matavimo procesas iš esmės yra be išorinių trukdžių! Didelio tikslumo, nereikalaujantys priežiūros ir geresnės kokybės zondai iš esmės paliekami be priežiūros 1–2 metus po įdiegimo. Ar fluorescencijos metodas tikrai neturi trūkumų? Žinoma, kad yra!
Įrašo laikas: 2021 m. gruodžio 15 d.