pH matuoklių ir ištirpusio deguonies analizatorių veikimas
1. pH matuoklio veikimo principas
Vandens pH vertė priklauso nuo ištirpusių medžiagų kiekio, todėl pH reikšmė gali jautriai rodyti vandens kokybės pokyčius. PH vertės pokyčiai turi didelę įtaką organizmų dauginimuisi ir išlikimui. Tuo pačiu metu jie taip pat rimtai veikia aktyviojo dumblo biochemiją, o tai turi įtakos apdorojimo efektui. Nuotekų pH paprastai reguliuojamas nuo 6,5 iki 7. Vanduo yra chemiškai neutralus, o tam tikros vandens molekulės savaime suyra pagal šią formulę: H2O=H++OH-, tai yra į vandenilį. jonai ir hidroksido jonai. Neutraliame tirpale vandenilio jonų H+ ir hidroksido jonų OH- koncentracijos yra 10-7mol/l, o pH vertė yra neigiama 10 bazinių vandenilio jonų koncentracijos logaritmo: pH{{11} }log, taigi neutralus Tirpalo pH vertė lygi 7. Jei yra vandenilio jonų perteklius, pH reikšmė mažesnė nei 7, o tirpalas rūgštus; ir atvirkščiai, jei yra hidroksido jonų perteklius, tirpalas yra šarminis.
PH vertė paprastai matuojama potenciometriniu metodu. Pirminiam elementui suformuoti dažniausiai naudojamas pamatinis elektrodas su pastoviu potencialu ir matavimo elektrodas. Pirminės ląstelės elektrovaros jėga priklauso nuo vandenilio jonų koncentracijos ir tirpalo pH. Gamykloje naudojami pH jutikliai ir pH siųstuvai. Ant matavimo elektrodo yra specialus stiklinis zondas, jautrus pH. Jis pagamintas iš specialaus stiklo, galinčio pravesti elektrą ir prasiskverbti į vandenilio jonus. Jis pasižymi dideliu matavimo tikslumu ir geru anti-interferenciniu veikimu. Kai stiklo zondas liečiasi su vandenilio jonais, susidaro elektrinis potencialas. Potencialas matuojamas naudojant sidabrinės vielos etaloninį elektrodą, suspenduotą sidabro chlorido tirpale. Skirtingos pH vertės sukuria skirtingus potencialus, kurie per siųstuvą paverčiami standartine 4-20mA išvestimi.
2. Ištirpusio deguonies analizatoriaus veikimo principas
Deguonies kiekis vandenyje gali visiškai parodyti savaiminio vandens apsivalymo laipsnį. Biologinio valymo įrenginiuose, kuriuose naudojamas aktyvusis dumblas, labai svarbu suprasti deguonies kiekį aeracijos rezervuaruose ir oksidacijos grioviuose. Padidėjęs ištirpusio deguonies kiekis nuotekose skatins ne anaerobinius mikroorganizmus, o kitokią biologinę veiklą, pašalins lakias medžiagas ir lengvai Natūraliai oksiduoti jonai išvalo nuotekas. Yra trys pagrindiniai deguonies kiekio matavimo metodai: automatinė kolorimetrinė analizė ir cheminės analizės matavimas, paramagnetinis matavimas ir elektrocheminis matavimas. Ištirpusio deguonies kiekis vandenyje paprastai matuojamas elektrocheminiais metodais.
Deguonis tirpsta vandenyje, jo tirpumas priklauso nuo temperatūros, bendro slėgio vandens paviršiuje, dalinio slėgio ir vandenyje ištirpusių druskų. Kuo didesnis atmosferos slėgis, tuo didesnis vandens gebėjimas ištirpinti deguonį. Santykius lemia Henrio dėsnis ir Daltono dėsnis. Henrio dėsnis teigia, kad dujų tirpumas yra proporcingas jų daliniam slėgiui.
Kaip pavyzdį imant deguonies matavimo jutiklį, elektrodą sudaro katodas (dažniausiai pagamintas iš aukso ir platinos), priešpriešinis elektrodas su srove (sidabras) ir atskaitos elektrodas be srovės (sidabras). Elektrodas panardinamas į elektrolitą, pvz., KCl, KOH , jutiklis yra padengtas diafragma, kuri atskiria elektrodą ir elektrolitą nuo matuojamo skysčio, taip apsaugodamas jutiklį, neleisdamas elektrolitui išbėgti ir užkertant kelią pašalinių medžiagų įsiskverbimui. medžiagos, kurios gali sukelti užteršimą ir apsinuodijimą. Tarp priešpriešinio elektrodo ir katodo įvedama poliarizacinė įtampa. Jei matavimo elementas panardinamas į vandenį, kuriame yra ištirpusio deguonies, deguonis pasklis per separatorių, o ant katodo esančios deguonies molekulės (elektronų perteklius) pavirs į hidroksido jonus: O{{0}}H2O{ {2}}e-® 4OH-. Elektrocheminis sidabro chlorido ekvivalentas nusodinamas ant priešpriešinio elektrodo (elektronų trūkumas): 4Ag+4Cl-® 4AgCl+4e-. Kiekvienai deguonies molekulei katodas išskiria 4 elektronus, o priešinis elektrodas priima elektronus, kad sudarytų srovę. Srovės dydis yra proporcingas išmatuotų nuotekų deguonies daliniam slėgiui. Šis signalas kartu su temperatūros signalu, kurį matuoja jutiklio šiluminis rezistorius, siunčiamas į transformatorių. Siųstuvas naudoja deguonies kiekio, dalinio deguonies slėgio ir jutiklyje saugomos temperatūros santykio kreivę, kad apskaičiuotų deguonies kiekį vandenyje, o tada konvertuoja jį į standartinį signalo išvestį. Etaloninio elektrodo funkcija yra nustatyti katodo potencialą. Ištirpusio deguonies jutiklio atsako laikas yra: 90% galutinės matavimo vertės pasiekiama po 3 minučių, o 99% galutinės matavimo vertės pasiekiama po 9 minučių; mažo srauto reikalavimas yra 0,5 cm/s.
