In de sensorkap van de ‘Decay time’ sensor zitten zogeheten ‘marker moleculen’ die rood licht fluoresceren indien er met groen/ oranje licht op geschenen wordt. Op het moment dat aan de buitenzijde van de sen- sorkap zuurstof aanwezig is, worden deze ‘marker moleculen’ als het ware ‘verzwaard’ waardoor de elektronen van deze mole- culen minder gemakkelijk in het hogere
Zuurstof verzadigingstabel bij verschillende temperaturen
Temperatuur (°C) O2 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
verzadigings-
waarde S (mg/l) 14,62 14,23 13,83 13,45 13,09 12,75 12,42 12,11 11,81 11,53 11,25 10,99 10,75 10,51 10,28 10,06 9,85 9,64 9,45 9,26 9,08 8,9
8,73 8,57 8,41 8,25 8,11 7,96 7,82 7,69 7,55
De maximale verzadigingsconcentratie van zuur- stof in water is afhankelijk van de temperatuur en de luchtdruk en kan als volgt worden berekend: Verzadigingswaarde C = maximale O2
in water bij 1013 hPa Max. verzadigingsconcentratie C = S * L S kan worden afgelezen in de tabel. Factor L = relatieve luchtdruk tijdens kalibratie / 1013 hPa (de relatieve luchtdruk is te meten met een barometer of af te lezen via een weer-app op je smartphone).
44 | nummer 6 | 2017
In dit voorbeeld wordt een optische meetsensor toegepast voor het bepalen van het gehalte van de in de vloeistof opgeloste zuurstof.
energie-niveau komen en bij het uitzetten van de puls weer licht uitzenden. Is er weinig zuurstof aanwezig in de vloeistof of de lucht, dan wordt er veel rood licht gefluoresceerd gedurende een lange tijd. Is er daarentegen juist veel O2
aanwezig, dan wordt er weinig
rood licht uitgestuurd gedurende een korte tijd. Op basis van deze verschillen in ‘terug- kaatsingstijd’ zal de sensor het exacte zuur- stofgehalte berekenen en weergeven.
Bij het tweede optische meetprincipe (Phase shift) wordt gebruikgemaakt van het ver- schijnsel Fluorescent quenching, waarbij faseverschuivingen in de teruggekaatste lichtstraal bepalend zijn voor het zuurstof- gehalte.
Voordelen van optische zuurstofsensoren in vergelijking met amperometrische sensoren zijn onder meer: - Geen polarisatietijd (= opstarttijd) nodig. - Droge sensor, dus geen elektrolyt aanwezig. - Geen chemische reactie, dus geen verou- dering.
- Geen diafragma, maar een sensorkap die ca. 2 jaar mee gaat.
- Geen flow nodig, O2 verbruikt.
concentratie wordt namelijk niet
- Geen drift. - Na sterilisatie is er geen herkalibratie nodig. - Optische zuurstofsensoren drogen niet uit (in gas applicaties).
Gezien deze bovenstaande voordelen spreekt het voor zich dat het overgrote deel van alle (opgelost) zuurstofsensoren die tegenwoor- dig gebruikt worden volgens het optische meetprincipe werken.
Invloeden van buitenaf Is het met zowel amperometrische als opti- sche zuurstofsensoren gewoon een kwestie van aansluiten, meten en aflezen, of zijn er nog een paar addertjes onder het gras? Nou, inderdaad. Want onafhankelijk of men het amperometrische of optische meetprincipe gebruikt, het gehalte aan opgelost zuurstof blijkt erg te worden beïnvloed door tempera- tuur en luchtdruk. Daarnaast is het zoutge- halte in een vloeistof (zeewater bijvoorbeeld) van grote invloed op de hoeveelheid zuurstof die daarin kan oplossen. Kortom, bij zuurstof- metingen en dan met name bij kalibraties, zal men terdege rekening moeten houden met deze factoren. Het ijken van een sensor is overigens vrij eenvoudig. Bij toepassingen in waterzuiveringsinstallaties (zoet water) haal je de sensor hiertoe uit het water, droogt hem af en hangt hem dan ongeveer 20 cm boven het wateroppervlak. Hier is namelijk een gasfase van lucht met een 100% waterdamp verzadi- ging aanwezig. Tegelijkertijd meet men de temperatuur. Stel dat deze op dat moment exact 20 °C is, dan is in de verzadigingstabel af te lezen dat de sensor op dat moment 9,08 mg/l moet aanwijzen. Deze waarde kan de gebruiker dan als kalibratiestandaard gebruiken als zijnde 100%. Naarmate de temperatuur stijgt, daalt echter de maximale oplosbaarheid van zuurstof in water en zal de sensor dus lagere waarden aanwijzen. Bij lagere temperaturen is het verschil per graad temperatuurverschil overigens ook groter (0,4 mg/l verschil tussen 1 en 2 °C en 0,15 mg/l verschil tussen 26 en 27 °C). Kalibreren doe je dus het liefst bij stabiel weer en bij niet al te lage temperaturen, waarbij geen sprake is van grote temperatuurschommelingen.
Page 1 |
Page 2 |
Page 3 |
Page 4 |
Page 5 |
Page 6 |
Page 7 |
Page 8 |
Page 9 |
Page 10 |
Page 11 |
Page 12 |
Page 13 |
Page 14 |
Page 15 |
Page 16 |
Page 17 |
Page 18 |
Page 19 |
Page 20 |
Page 21 |
Page 22 |
Page 23 |
Page 24 |
Page 25 |
Page 26 |
Page 27 |
Page 28 |
Page 29 |
Page 30 |
Page 31 |
Page 32 |
Page 33 |
Page 34 |
Page 35 |
Page 36 |
Page 37 |
Page 38 |
Page 39 |
Page 40 |
Page 41 |
Page 42 |
Page 43 |
Page 44 |
Page 45 |
Page 46 |
Page 47 |
Page 48 |
Page 49 |
Page 50 |
Page 51 |
Page 52 |
Page 53 |
Page 54 |
Page 55 |
Page 56