용존산소는 물에 용해된 산소의 양을 나타내며, 일반적으로 DO로 표시되며, 물 1리터당 산소 밀리그램(mg/L 또는 ppm)으로 표시됩니다. 일부 유기 화합물은 호기성 박테리아의 작용으로 생분해되는데, 이는 물 속의 용존산소를 소모하여 용존산소를 제때 보충할 수 없게 됩니다. 수역의 혐기성 박테리아는 빠르게 증식하고, 유기물은 부패하여 수역을 검게 변하게 합니다. 냄새도 납니다. 수역의 용존산소량은 수역의 자정 능력을 측정하는 지표입니다. 수역의 용존산소가 소모되어 원래 상태로 회복되는 데 시간이 오래 걸리는 경우, 수역의 자정 능력이 강하거나 수역 오염이 심각하지 않음을 나타냅니다. 그렇지 않으면 수역이 심각하게 오염되었거나, 자정 능력이 약하거나, 심지어 자정 능력이 상실되었음을 의미합니다. 이는 공기 중 산소 분압, 대기압, 수온, 수질과 밀접한 관련이 있습니다.
1. 양식업 : 수산물의 호흡수요 확보, 산소함량 실시간 모니터링, 자동경보, 자동산소화 등의 기능 제공
2. 자연수역 수질 모니터링: 수질의 오염도와 자체정화능력을 검출하여 수역의 부영양화 등 생물학적 오염을 방지합니다.
3. 하수처리, 제어지표: 혐기조, 호기조, 폭기조 등의 지표를 이용하여 수처리 효과를 제어한다.
4. 산업용 급수관의 금속 재질 부식 방지: 일반적으로 ppb(μg/L) 범위의 센서를 사용하여 배관의 산소 농도를 제어하여 녹 발생을 방지합니다. 이 센서는 발전소와 보일러 장비에 자주 사용됩니다.
현재 시중에서 가장 널리 사용되는 용존산소 측정기는 멤브레인 방식과 형광 방식, 두 가지 측정 원리를 사용합니다. 그렇다면 두 방식의 차이점은 무엇일까요?
1. 멤브레인법(폴라로그래피법, 정압법이라고도 함)
막법은 전기화학적 원리를 이용합니다. 반투과막을 사용하여 백금 양극, 은 양극, 그리고 전해질을 외부와 분리합니다. 일반적으로 양극은 이 막과 거의 직접 접촉합니다. 산소는 막을 통해 산소 분압에 비례하는 비율로 확산됩니다. 산소 분압이 높을수록 막을 통과하는 산소의 양이 늘어납니다. 용존 산소가 막을 지속적으로 통과하여 용존 산소 챔버로 침투하면, 음극에서 환원되어 전류가 발생합니다. 이 전류는 용존 산소 농도에 정비례합니다. 계측기 부분은 증폭 과정을 거쳐 측정된 전류를 농도 단위로 변환합니다.
2. 형광
형광 프로브에는 청색광을 방출하는 광원이 내장되어 있어 형광층을 비춥니다. 형광체는 여기된 후 적색광을 방출합니다. 산소 분자는 에너지를 흡수할 수 있으므로(소광 효과), 여기된 적색광의 시간과 세기는 산소 분자와 관련이 있습니다. 산소 농도는 반비례합니다. 여기된 적색광과 기준광의 위상차를 측정하고 내부 교정값과 비교하여 산소 분자의 농도를 계산할 수 있습니다. 측정 중 산소가 소모되지 않으므로 데이터가 안정적이고, 성능이 신뢰할 수 있으며, 간섭도 없습니다.
사용법을 통해 모든 사람을 대상으로 분석해 보겠습니다.
1. 폴라로그래피 전극을 사용하는 경우 교정이나 측정 전에 최소 15~30분 동안 예열하세요.
2. 전극의 산소 소모로 인해 프로브 표면의 산소 농도가 급격히 감소하므로 측정 중에는 용액을 저어주는 것이 중요합니다! 즉, 산소 함량은 산소 소모를 통해 측정되므로 계통 오차가 발생합니다.
3. 전기화학 반응이 진행됨에 따라 전해질 농도가 지속적으로 소모되므로, 전해질을 정기적으로 보충하여 농도를 유지해야 합니다. 멤브레인 전해질에 기포가 발생하지 않도록 멤브레인 헤드 에어를 설치할 때 모든 액실을 제거해야 합니다.
4. 전해질을 매번 첨가한 후에는 새로운 교정 작업 사이클(일반적으로 무산소수에서의 영점 교정, 공기 중에서의 기울기 교정)이 필요하며, 자동 온도 보상 기능이 있는 기기를 사용하더라도 시료 용액의 온도에 가깝게 교정해야 합니다. 전극을 교정하는 것은 시료 용액의 온도에서 하는 것이 좋습니다.
5. 측정 과정에서 반투막 표면에 기포가 남아서는 안 됩니다. 기포가 남아 있으면 산소 포화 시료로 간주되어 측정이 어려워집니다. 폭기조에서는 사용하지 않는 것이 좋습니다.
6. 공정상의 이유로 멤브레인 헤드는 비교적 얇고, 특히 특정 부식성 매체에 쉽게 뚫릴 수 있으며 수명이 짧습니다. 소모품이므로 멤브레인이 손상되면 교체해야 합니다.
요약하자면, 멤브레인 방식은 정확도 오차가 발생하기 쉽고, 유지관리 기간이 짧으며, 작업이 번거롭다는 단점이 있습니다!
형광법은 어떨까요? 물리적 원리로 인해 산소는 측정 과정에서 촉매로만 사용되므로 측정 과정은 기본적으로 외부 간섭으로부터 자유롭습니다! 고정밀, 유지 보수 불필요, 고품질 프로브는 설치 후 1~2년 동안 기본적으로 방치됩니다. 형광법에 정말 단점이 없을까요? 물론 있습니다!
게시 시간: 2021년 12월 15일