YSI 600R - Handbuch (Seite 379)

ROX Optischer DO-Sensor Anhang M
WTW Bedienungsanleitung für Umweltüberwachungssysteme M- 1
ANHANG M ROX OPTISCHER DO-SENSOR
Dieser Anhang ist im Format “häufig gestellte Fragen” erstellt, er ist so gestaltet, dass Benutzer die
Leistung und Fehlersuche Ihres WTW/YSI 6150 ROX optisch gelösten Sauerstoff-Messkopfes optimieren
können, indem er Ergänzungen zur Diskussion der optischen gelösten Sauerstoff Messung liefert, die schon
in anderen Abschnitten dieses Handbuches aufgeführt wurden (Erste Schritte, Grundarbeitsgänge,
Funktionsprinzipien und Wartung).
Wie funktioniert der ROX Optical DO-Sensor?
Im Allgemeinen basieren optische gelöste Sauerstoff-Sensoren von verschiedenen Herstellern auf dem gut
dokumentierten Prinzip, dass gelöster Sauerstoff sowohl die Intensität als auch die Dauer der Lumineszenz,
die durch sorgfältig ausgewählte chemische Farbstoffe hervorgerufen wird, verringert. Der 6150 Sensor
funktioniert so, dass er ein blaues Licht mit geeigneter Wellenlänge auf diesen Lumineszenz-Farbstoff
wirft, der in einer Matrix immobilisiert ist und die Form einer Scheibe mit 0,5 Zoll Durchmesser hat.
Diese farbstoffenthaltende Scheibe wird bei genauer Betrachtung der Sensoroberfläche sichtbar. Das
blaue Licht führt dazu, dass der festgehaltene Farbstoff luminesziert. Die Dauer dieser Farbstoff-
Lumineszenz wird über eine Fotodiode in der Sonde gemessen. Um die Genauigkeit und Stabilität zu
erhöhen, wird der Farbstoff während eines Teils des Messzyklus auch mit rotem Licht bestrahlt, was als
Referenz zur Bestimmung der Lumineszenz-Lebensdauer dient.
Wenn kein Sauerstoff vorhanden ist, ist die Dauer des Signals maximal; wenn Sauerstoff in die
Oberflächenmembran des Sensors eintritt, ist die Signaldauer kürzer. Demnach ist die Dauer der
Lumineszenz umgekehrt proportional zum vorhandenen Sauerstoffgehalt und das Verhältnis zwischen
Sauerstoffdruck außerhalb des Sensors und Lebensdauer kann durch die Stern-Volmer Gleichung
quantifiziert werden. Für die meisten optischen DO-Sensoren, die die Lebensdauer zur Grundlage haben,
(einschließlich der 6150) ist dieses Stern-Volmer Verhältnis (((Tzero/T) – 1)) versus O
2-
Druck) nicht streng
linear (besonders bei höherem Sauerstoffdruck), die Daten müssen anhand einer Analyse mit
ganzrationaler, nicht-linearer Regression verarbeitet werden und nicht mit einfach linearer Regression, wie
es bei den meisten polarographischen Sauerstoff-Sensoren der Fall ist. Glücklicherweise verändert sich
die Nichtlinearität mit der Zeit wenig. Solange jeder Sensor bezüglich seines Verhaltens gegenüber sich
veränderndem Sauerstoffdruck charakterisiert ist, beeinflusst die Krümmung nicht die Fähigkeit des
Sensors, den Sauerstoff über einen längeren Zeitraum genau zu messen.
Jedes Sensor-Modul (das Bauelement, das mit drei Schrauben an der Sondenoberfläche befestigt ist) ist
werks-kalibriert von 0-100 Prozent Sauerstoff, um das Verhältnis seiner Lumineszenz-Lebensdauer als
Funktion des Sauerstoffdruckes quantitativ zu bestimmen. Die Stern-Volmer Parameter aus diesen Daten
werden dann an eine Regressionsgleichung dritten Grades (ax 3 + bx 2 + cx) angepasst und die Werte von a,
b und c bestimmt. Diese Koeffizienten, zusammen mit der Lumineszenz-Lebensdauer bei
Nullsauerstoffdruck (Tzero), werden dem Benutzer in kodierter Form für jede Sensormembran-Modul-
oder Messkopf-/Sensor-Modul-Kombination zur Verfügung gestellt. Wenn man eine Ersatz-
Sensormembran (6155) am bestehenden Messkopf einbaut, ist es erforderlich, die kodierten Konstanten,
vor Verwendung des Sensors, in die Sonde einzugeben, wie es in der Anleitung, die mit dem 6155
mitgeliefert wird, angegeben ist. Wenn Sie eine Messkopf-/Membran-Kombination gekauft haben, z.B.
einen neuen 6150 optischen DO-Sensor, dann sind die Konstanten bereits in Ihrem Messkopf abgespeichert
und werden automatisch auf Ihre Sonde übertragen, wenn der Sensor eingebaut ist.
Was sind die Hauptvorteile des ROX-Sensors gegenüber membranbedeckten, polarographischen
Sensoren?
Der ROX gelöster Sauerstoff-Sensor hat drei Hauptvorteile gegenüber dem Rapid Pulse-Sensor: