Hiện nay, phương pháp đo oxy hòa tan (DO) hiện đại tại phòng thí nghiệm và hiện trường bằng cảm biến DO được kết nối với máy đo có chức năng ghi nhớ dữ liệu hiệu chuẩn và kết quả đo đang ngày càng phổ biến. Cảm biến DO được thiết kế để kết hợp lấy mẫu, đo chỉ số nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) hoặc ứng dụng theo dõi lâu dài cùng máy đo DO được tích hợp áp kế, tính toán bù trừ và các chức năng đặc biệt khác. Đồng thời, máy có thể liên kết với máy tính để truyền dữ liệu.
Có hai loại cảm biến DO: điện hóa và quang điện tử. Cảm biến DO điện hóa đo nồng độ oxy hòa tan trong nước dựa trên dòng điện được tạo ra. Polarographic và galvanic là các loại cảm biến DO điện hóa. Ưu điểm của cảm biến điện so với cảm biến phân cực là chúng không yêu cầu nguồn điện áp bên ngoài, thời gian khởi động để hoạt động và chất điện phân bên trong có thể sử dụng được trong thời gian dài.
Cảm biến DO quang đo nồng độ oxy hòa tan trong nước dựa trên hiệu ứng dập tắt quang do nhiệt khi có oxy. Cảm biến có thể đo cường độ hoặc thời gian phát quang bởi oxy ảnh hưởng đến cả hai.1 Ưu điểm của cảm biến phát quang dựa trên tuổi thọ so với cảm biến phát quang dựa trên cường độ là ít bị ảnh hưởng bởi nguồn sáng và độ lệch của thiết bị phát hiện, thay đổi và trôi quang lộ do phân hủy hoặc bị rò rỉ phẩm nhuộm.2 Chúng làm việc ổn định lâu dài 2 và duy trì độ chính xác ngay cả đối với một số sự phân hủy quang hóa.1
A. Sơ đồ miêu tả
| Cảm biến Galvanic DO | Cảm biến DO quang học | ||||
 |
 |
||||
|
Thành phần:
Cathode và anode được làm bằng những kim loại khác nhau (độ điện động khống giống nhau). Để giảm oxy mà không có thêm điện thế nạp ngoài, chênh lệch điện thế giữa cathode và anode tối thiểu phải là 0,5V. Khi đặt trong dung dịch điện phân điện thế giữa các kim loại khác nhau khiến chúng tự phân cực với các electron di chuyển bên trong từ anode đến cathode. Vì lý do này, cảm biến galvanic không cần thời gian chờ khởi động.
Cathode (ví dụ, bạc hoặc một kim loại quý khác) nhận các electron từ anode thông qua một mạch nội và đưa chúng đến các phân tử oxy. Điều này không làm ảnh hưởng đến phản ứng. Do đó, anode (ví dụ, kẽm, chì hoặc một loại kim loại hoạt động khác) bị oxy hóa và oxy bị khử ở bề mặt của cathode.
Cả cathode và anode đều chìm trong chất điện phân (ví dụ: NaOH, NaCl hoặc chất điện phân trơ khác) và được đặt trong nắp có gắn thêm màng mỏng kỵ nước, thẩm thấu oxy. |
|
|
|
|
Thành phần:
Hệ thống tham chiếu LED kép - đèn LED màu xanh phát ra ánh sáng kích thích thuốc nhuộm phát quang. Đèn LED màu đỏ phát ra ánh sáng nhưng chỉ đơn giản là phản xạ lại bởi thuốc nhuộm và không phải là phát quang. Đèn này có nhiệm vụ tham chiếu để đảm bảo độ chính xác. |
B.Hiệu chuẩn
| Cảm biến DO Galvanic | Cảm biến DO quang |
|
Hiệu chuẩn 100% DO
|
|
|
Hiệu chuẩn được thực hiện trong không khí sạch sau khi cảm biến được tiếp xúc không khí trong khoảng 20 phút.
Khi cảm biến DO galvanic được kết nối với bất kỳ máy đo DO 100 hoặc 200 Series nào, màn hình sẽ hiển thị 105% DO sau khi hiệu chuẩn ở chế độ DO bão hòa phần trăm. Số liệu này tương đương với độ bão hòa 100% DO trong nước. HORIBA đã xác định 5% là chênh lệch giữa cảm biến trong không khí và trong nước dựa trên các kết quả thí nghiệm. |
Hiệu chuẩn được thực hiện trong chai hiệu chuẩn không khí đi kèm với cảm biến. Chai có bọt biển ướt ở phía dưới để tạo môi trường với áp suất hơi nước.
Khi cảm biến DO quang được kết nối với bất kỳ máy đo dòng WQ-300 nào, màn hình sẽ hiển thị 100% DO sau khi hiệu chuẩn ở chế độ DO bão hòa phần trăm. |
|
Hiệu chuẩn 0% DO
|
|
| Hiệu chuẩn được thực hiện trong dung dịch không có oxy, có thể được pha bằng cách hòa tan 2 g natri sulfit (Na2SO3), chất khử oxy, với 1 L nước cất hoặc nước khử ion trong bình. Màng và điện trở nhiệt của cảm biến DO phải được nhúng hoàn toàn vào dung dịch trong quá trình hiệu chuẩn. Máy sẽ hiển thị 0% DO sau khi hiệu chuẩn ở chế độ DO bão hòa phần trăm. | |
C. Ưu điểm và nhược điểm
| Cảm biến DO Galvanic | Cảm biến DO quang | |
| Khuấy | Yêu cầu | Không yêu cầu |
| Thời gian khởi động | Không yêu cầu | Không yêu cầu |
| Thời gian phản hổi | Nhanh hơn cảm biến DO quang | Nhanh nhưng chậm hơn cảm biến DO điện hóa 2-4 lần |
| Điện năng tiêu thụ | Yêu cầu ít năng lượng hơn cảm biến DO quang | Thường cần dùng nhiều năng lượng hơn cảm biến DO điện hóa |
| Hiệu chuẩn |
Lưu lại dữ liệu hiệu chuẩn trong máy đo. Cần hiệu chuẩn lại thường xuyên. |
Lưu lại dữ liệu hiệu chuẩn trong đầu cảm biến. Giữ dữ liệu hiệu chuẩn tốt hơn và độ trôi ít nhưng vẫn nên hiệu chuẩn thường xuyên. |
| Màng | Dễ bị hư hỏng và hao mòn | Dùng được lâu dài |
| Thời gian sừ dụng | Ngắn hơn cảm biên DO quang | Dài hơn cảm biên DO điện hóa |
| Tần suất thay thế |
Thay thế đầu tip DO sau mỗi 6 tháng tùy vào ứng dụng và bảo quản. Khi đọc kết quả thấy thấp bất thường, không ổn định hoặc cảm biến không thể hiệu chỉnh, đầu tip cần phải được thay thế. |
Thay thế nắp cảm biến DO sau mỗi 12 tháng tùy thuộc vào ứng dụng và bảo quản. Thuốc nhuộm sẽ bị phân hủy theo thời gian. Khi cảm biến không thể hiệu chỉnh, nắp cảm biến cần được thay thế. |
| Chí phí | Giá thấp hơn cảm biến DO quang | Giá cao hơn cảm biến DO điện hóa |
| Ứng dụng | Không phù hợp với các mẫu chứa axit mạnh và khí hidro sulfua |
Phù hợp với các mẫu chứa axit mạnh và khí hidro sulfua. Chính xác đến cả nồng độ DO thấp. Yêu cầu dung tích mẫu ít hơn. |
D. Các mẫu sản phẩm
| Loại | Cảm biến DO Galvanic |
Cảm biến DO quang | ||
| Model | 9520-10D (cáp dài 1m) |
9552-20D (cáp dài 2m) 9552-50D (cáp dài 5m) |
300-D-2 (cáp dài 2m) 300-D-5 (cáp dài 5m) |
|
| DO tip | 7541 | 5401 | 5402 | 300-D-M |
| Dải đo DO | 0.00 - 20.00 mg/l | |||
| Dải nhiệt độ | 0 đến 45oC | 0 đến 40oC | 0 đến 50oC | 0 đến 50oC |
| Phụ kiện đi kèm | Đầu cảm biến DO, nắp bảo vệ cảm biến DO bằng thép không gỉ | Nắp cảm biến DO, chai hiệu chuẩn không khí, nắp bảo vệ cảm biến DO bằng thép không gỉ | ||
| Ứng dụng | Dùng trong phòng thí nghiệm | Dùng trong phòng thí nghiệm và hiện trường | Dùng trong phòng thí nghiệm và hiện trường | |
| Máy đo tương thích | 200 series | WQ-300 series | ||
**************************************************************************
Để được tư vấn và biết thêm thông tin chi tiết, xin vui lòng liên hệ:
Công ty TNHH Sao Đỏ Việt Nam
Email: info@redstarvietnam.com
