Оксиметр – измерительное устройство для быстрого определения насыщенности водной среды кислородом. Оно применяется в быту, промышленности, сельском хозяйстве, экологии, медицине и других отраслях.
Принцип действия
Анализатор растворенного кислорода относят к pH-метрам, ведь он проводит химический анализ вещества. Принцип работы устройства зависит от типа используемого датчика.
Чаще всего прибегают к методу йодометрического титрования (Винклера). Его суть заключается во взаимодействии кислорода с гидроксидом марганца, после чего соединение поддают йодометрическому титрованию. В окислённой среде гидроксид марганца из двухвалентного превращается четырёхвалентный, количество окисленного йода будет пропорциональным объёму связанного O2.
Второй метод – амперометрическое измерение с применением сенсора Кларка. Его измерительная камера представлена платиновым катодом и серебряным анодом, погружёнными в электролит. От рабочего вещества они отделены газопроницаемой мембраной. Кислород, диффундируя сквозь неё, редуцируется на поляризованном катоде. Вследствие протекающих химических реакций вырабатывается электрический ток, сила которого пропорциональна концентрации растворённого в среде кислорода.
Различают два вида электрохимических датчиков:
- Полярографические – электрод поляризуется за счёт воздействия внешнего напряжения.
- Гальванические – напряжение появляется вследствие разности электрических потенциалов электродов. Гальванические сенсоры готовы к работе сразу после включения устройства, поэтому их применяют в портативных кислородомерах.
Третий метод заключается в применении оптического сенсора с фосфоресцирующим красителем. В отличие от двух предыдущих датчиков он практически не реагирует на восстановители, окислители и красители. Принцип действия заключается в тушении фосфоресценции под действием кислорода: чем его больше, тем интенсивнее протекает процесс.
Два первых метода относят к мембранным, третий – к оптическим или люминесцентным.
Оксиметры отличаются конструкцией, классом защиты корпуса от внешних воздействий (IP), дискретностью, точностью, порогом чувствительности. Есть модели для работы в условиях с высоким содержанием пара, при повышенном давлении, в запылённой среде.
Сферы применения
Анализатор кислорода применяют для контроля насыщенности воды молекулами O2 в рыбных и других связанных с разведением водных обитателей отраслях сельского хозяйства, при выращивании аквакультур. С его помощью контролируют уровень очистки сточных вод или загрязнения водоёмов, где уровень кислорода снижается вследствие процессов гниения органики. Без устройства не обходятся в энергетике, нефтедобычи и -переработки, научно-исследовательской, природоохранной деятельности, металлургии, различных биотехнологиях. В быту оксиметр для воды используют для контроля качества среды обитания жителей в аквариумах.