SENSOR DE OXÍGENO DISUELTO ML75M

Transcripción

1 SENSOR DE OXÍGENO DISUELTO ML75M GUÍA DE USUARIO CENTRE FOR MICROCOMPUTER APPLICATIONS

2 Breve Descripción El sensor de Oxígeno disuelto ML75m CMA mide la concentración de Oxígeno disuelto en muestras de agua. El sensor consiste en un electrodo de Oxígeno, que es un electrodo polarográfico de tipo Clark que detecta la concentración de Oxígeno en el agua y en soluciones acuosas. Un cátodo de platino y un / ánodo de referencia de cloruro de plata en un electrolito de KCl se separan de la muestra por una membrana de plástico permeable a los gases. Un voltaje fijo se aplica al electrodo de platino. Como el Oxígeno se difunde a través de la membrana hasta el cátodo, se reduce,, ½ O 2 + H 2 O + 2e - > 2 OH -. La oxidación que tiene lugar en el electrodo de referencia (ánodo) es Ag + Cl - > AgCl + e- De acuerdo con ello, una corriente fluirá proporcional a la velocidad de difusión de Oxígeno, y a su vez a la concentración de Oxígeno disuelto en la muestra. El sensor de Oxígeno disuelto se entrega con: Tapa de la membrana de reemplazo, Sulfato de sodio estándar de calibración (2 M Na 2 SO 3 ) Solución de Oxígeno de electrodo de presentación, Botella de calibración (vacío, tapa con orificio), y Pipeta. El sensor de Oxígeno disuelto compensa automáticamente la temperatura. La salida de temperatura del sensor se utiliza para compensar automáticamente los cambios en la permeabilidad de la membrana con el cambio de la temperatura. El sensor de Oxígeno disuelto es un sensor digital I2C, que proporciona mediciones ya calibradas. El sensor sólo se puede conectar a las interfaces especiales que apoyan los sensores digitales I2C como la interfaz MoLab de CMA. Especificaciones del Sensor El sensor de Oxígeno disuelto ML75m es un sensor digital que convierte el nivel de Oxígeno medido a un valor digital a través de la conversor de 16 bits. La velocidad de muestreo máxima del sensor es 1 Hz. 2 Sensor de Oxígeno Disuelto ML75m, Guía de Usuario

3 Recolectando Datos El sensor de Oxígeno disuelto sólo funciona con interfaces específicas. El sensor detectará automáticamente cuando se conecta a una interface de este tipo. Para obtener información detallada acerca de las mediciones con sensores consulte los manuales de usuario de la interface y el software Coach. Preparando el Sensor de Oxígeno Disuelto 1. Desatornille la tapa de la membrana de la punta del electrodo. 2. Usando una pipeta, llene la cápsula de la membrana con 1 ml de electrolito sonda de Oxígeno. No importa que no haya burbujas de aire en el electrolito. 3. Introduzca con cuidado la tapa de la membrana de nuevo en el electrodo con cuidado de no apretar en exceso la tapa. Enjuague el electrodo con agua destilada. 4. Coloque el sensor en un vaso de precipitados lleno con aproximadamente 100 ml de agua destilada. Remueva la tapa Adicione la solución de electrodo Cierre la tapa. 5. Conecte el sensor a la interface. 6. Si es necesario caliente el sensor durante 10 minutos. Para calentar el sensor déjelo en el agua y recolecte datos durante 10 minutos. El sensor debe permanecer conectado en todo momento para mantenerlo caliente. Si es desconectado durante unos minutos, será necesario volver a calentar el sensor de nuevo. 7. El sensor está listo para la medición. Sensor de Oxígeno Disuelto ML75m, Guía de Usuario 3

4 Calibración El sensor de Oxígeno disuelto se suministra con una calibración de fábrica para el nivel de Oxígeno disuelto en mg/l. El programa de Coach 6 permite desplazar la calibración predefinido si es necesario. La calibración de usuario se almacena en la memoria del sensor. La calibración del usuario se puede hacer con dos puntos de calibración (previo a la calibración del sensor deben calentarse a unos 10 minutos). Punto de ajuste de calibración a cero Utilice la solución de calibración sulfato de sodio proporcionado. El Sulfato de Sodio es un buen agente reductor que elimina fácilmente de Oxígeno disuelto de una solución. Si la solución de sulfato se ha almacenado en la botella de almacenamiento, se puede asumir que estará libre de Oxígeno. Retire el sensor del agua y coloque la punta del sensor en la solución de calibración Sulfato de sodio. Importante: Ten en cuenta que no haya burbujas de aire queden atrapadas debajo de la punta del sensor o el sensor detectará un nivel de Oxígeno disuelto incorrecto. Si el voltaje no disminuye rápidamente, pulse en el lado de la botella con el sensor para desalojar la burbuja. Cuando el voltaje se estabilice (aproximadamente 1 minuto), introduzca "0" como el valor conocido en mg/l. Punto de Calibración de Saturación - Lave el sensor con agua destilada y séquelo con cuidado. - Desenroscar la tapa de la botella de calibración proporcionado con el sensor. - Deslice la tapa y la apriétela alrededor de 1 cm en el cuerpo del sensor. - Añada agua a la botella a una profundidad de aproximadamente 1/2- cm y el tornillo de la botella en la tapa. Importante: No toque la membrana ni lo moje durante este paso. - Mantenga el sensor en esta posición durante un minuto aproximadamente. Cuando la lectura se estabilice introduzca el valor de Oxígeno disuelto saturado correcta (en mg/l) de la Tabla 1 (por ejemplo, "8,66") usando los valores de la presión barométrica y la temperatura actual del aire. Si usted no tiene la presión de aire actual, utilice la Tabla 2 para estimar la presión de aire en la altitud. Recolectando Datos Ahora está listo para recolectar datos de la concentración de Oxígeno disuelto. Coloque la punta del sensor en el agua que se está probando (sumerja 4-6 cm). No sumerja por completo. El mango no es resistente al agua. Incorpore suavemente el sensor en la muestra de agua. Registre la concentración de Oxígeno disuelto. Nota: Es importante proporcionar agitación al sensor en la muestra de agua. Siempre debe haber agua que fluya más allá de la punta del sensor cuando se está tomando mediciones. A medida que el sensor mida la concentración de Oxígeno disuelto, se 4 Sensor de Oxígeno Disuelto ML75m, Guía de Usuario

5 elimina el Oxígeno del agua en la membrana. Tabla 1. Niveles de Oxígeno disuelto (mg/l) en agua destilada (con diferentes valores de presión y temperatura). Sensor de Oxígeno Disuelto ML75m, Guía de Usuario 5

6 Tabla 1. (continuation) 6 Sensor de Oxígeno Disuelto ML75m, Guía de Usuario

7 Tabla de Presión Barométrica Si usted no tiene un barómetro disponible para leer la presión barométrica, se puede estimar la lectura de la presión barométrica ( 1 pie = 30,48 cm ) de la Tabla 2. Tabla 2. Los valores son calculados basados en una presión barométrica de 760 mm Hg a nivel del mar. Experimentos Sugeridos Puesto que el Oxígeno disuelto es uno de los indicadores principales de la calidad de un medio acuático, se puede usar el sensor para realizar una amplia variedad de experimentos para determinar los cambios en los niveles de Oxígeno disuelto: Monitoreo de Oxígeno disuelto en un acuario que contiene diferentes combinaciones de especies vegetales y animales. Medir los cambios en la concentración de Oxígeno disuelto resultantes de la fotosíntesis y la respiración de las plantas acuáticas. Medir la concentración de Oxígeno disuelto en un arroyo o lago, con el fin de evaluar la capacidad del agua para soportar diferentes tipos de vida vegetal y animal. Medida Biológica de Oxígeno en Demanda (B.O.D.) en muestras de agua que contienen materia orgánica que consume Oxígeno a medida que se degrada. Determinar la relación entre la concentración de Oxígeno disuelto y la temperatura de una muestra de agua. Sensor de Oxígeno Disuelto ML75m, Guía de Usuario 7

8 Mantenimiento y almacenaje del sensor de Oxígeno Disuelto Siguiendo el procedimiento descrito a continuación mejorará la vida del sensor. Almacenamiento durante un largo plazo (más de 24 horas): Retire la tapa de la membrana y enjuague el interior y el exterior de la tapa con agua destilada. Agite el cabezal de la membrana seca. También enjuague la punta del sensor. Vuelva a instalar la tapa de la membrana en forma floja sobre el cuerpo del sensor para el almacenamiento. No atornillarla firmemente. Almacenamiento a corto plazo (menos de 24 horas): Almacenando el sensor con la membrana sumergida unos 2 cm de agua destilada. Importante: Almacene el sensor de esta manera durante más de 24 la nuestra puede resultar en daños a la membrana. Pulido de los electrodos metálicos: Si el cátodo (el pequeño metal de contacto de en el centro del electrodo) y el ánodo (la plata, metal que rodea la parte inferior del cuerpo interior) se decoloran o parecen estar corroídas, pulirlos con la tira de pulido que se proporciona con el sensor. Realice esta operación sólo cuando sea necesario para restaurar el rendimiento del electrodo (necesario una vez al año). Retire la tapa de la membrana. Enjuague los elementos interiores del sensor con agua destilada para eliminar toda la solución de llenado. Corte un trozo de 2 cm de la tira de pulido proporcionado. Moje el lado opaco (abrasivo) de la banda de pulido con agua destilada. Con un movimiento circular pula suavemente el elemento de vidrio centro del cátodo (en el extremo del electrodo). Pula solo lo suficiente para restaurar una superficie brillante, limpie con el elemento central. A continuación, pulir el ánodo de plata situada alrededor de la base del elemento interior del electrodo. Pula solo lo suficiente para restaurar una apariencia de plata. NOTA: el pulido agresivo puede dañar los elementos internos del sensor. Asegúrese de utilizar sólo una ligera presión al realizar el pulido del ánodo y el cátodo. Cuando haya completado el pulido, enjuague los elementos de cátodo y ánodo y seque con un paño de laboratorio. Con un uso normal, el sensor de Oxígeno disuelto tendrá una duración de años. La tapa de la membrana sin embargo, requiere el reemplazo después de aproximadamente 6 meses de uso continuo. Se recomienda la sustitución de la membrana cuando el sensor de Oxígeno disuelto ya no va a responder con rapidez durante la calibración o cuando se toma D.O. lecturas. Utilizando el sensor de Oxígeno disuelto en las muestras que son no acuosas o que contengan aceite, grasa, u otros agentes resultará en una vida de la membrana más corta. Las membranas de repuesto se pueden obtener en la página WEB de CMA. 8 Sensor de Oxígeno Disuelto ML75m, Guía de Usuario

9 Manteniendo y recargando la solución de Sulfato de Sodio Teniendo una solución libre de Oxígeno para realizar una calibración a cero es esencial para una lectura confiable. El sulfato de Sodio que está incluido en el sensor aquí algunas sugestiones para mantener y remplazar la solución: Después de su primer uso, la solución para la calibración ya no será útil. Si la solución de aire por encima del sensor, el gas Oxígeno se disolverá en la solución de sulfato de sodio, como resultado de ello, la solución puede no estar libre de Oxígeno. Para evitar que esto ocurra, antes de colocar la tapa, apriete suavemente la botella por lo que el nivel de la solución está en la parte superior del cuello de botella; con la solución a este nivel, el tornillo en la tapa. La botella se mantendrá en esta posición "colapsado". El uso de este procedimiento, 2.0 M Na 2 SO 3 debe permanecer libre de Oxígeno durante un largo periodo de tiempo. Si la lectura del voltaje de calibración indicado en el primer punto de calibración es mayor que en las calibraciones anteriores, puede ser el momento de sustituir la solución, como se describe a continuación. El sulfato de Sodio 2,0 M solución (Na 2 SO 3 ) se puede preparar a partir de cristales: añada 25,0 g de cristales (Na 2 SO 3 ) a suficiente agua destilada para dar un volumen final de 100 ml de solución. Los cristales de sulfito de sodio no tienen que ser de calidad para reactivo; un grado de laboratorio trabajará muy bien. Prepare la solución de 24 horas antes de hacer la calibración para garantizar que todo el Oxígeno se ha agotado. Si sulfato de Sodio sólidos puede sustituir cualquiera de las soluciones de hidrógeno de sodio 2,0 M, (20,8 g de NaHSO 3 por 100 ml de solución) o nitrito de potasio 2,0 M (17,0 g de KNO 2 por 100 ml de solución). Usando el sensor de Oxígeno Disuelto con otros Sensores El sensor de Oxígeno disuelto interactúa con algunos otros sensores, si se colocan en la misma solución (en el mismo vaso de precipitados o en el mismo acuario por ejemplo) y que están conectados a la misma interface. Esta situación se presenta debido a que el sensor de Oxígeno disuelto da una salida una señal en la solución. Los sensores de conductividad, salinidad y ph no pueden ser conectados a la misma interface donde esté conectado el Oxígeno disuelto. Efecto de la concentración de sales en el Oxígeno Disuelto (niveles de salinidad > 1000 mg/l) La concentración de Oxígeno disuelto para agua saturada da diversos valores de salinidad, DO (s), se puede calcular utilizando la fórmula: DO(s) = DO (k * s) Do ( s ) es la concentración de Oxígeno disuelto (mg / l) en soluciones de agua salada. Sensor de Oxígeno Disuelto ML75m, Guía de Usuario 9

10 Do es la concentración de Oxígeno disuelto en agua destilada determinado a partir de la Tabla 1.s es el valor de la salinidad en ppt (partes por mil). k es una constante. El valor de k varía según la temperatura de la muestra, y se puede determinar a partir de la Tabla 3. Temp ( C) Ejemplo: Constant, k Temp ( C) Constant, k Temp ( C) Constant, k Temp ( C) Constant, k Tabla 3. Correxión de salinidad a valores constantes Determine el valor de calibración DO saturado a una temperatura de 23 C y una presión de 750 mm Hg, cuando el sensor de Oxígeno disuelto se utiliza en agua de mar con un valor de salinidad de 2,0 ppt (2,000 mg/l NaCl). En primer lugar, encuentre el valor de Oxígeno disuelto en la Tabla 1 (DO = 8,55 mg / l). A continuación, busque k en la Tabla 3 a 23 C (k = 0,04662). Sustituya estos valores, así como el valor de la salinidad, en la ecuación anterior: DO (para 2 ppt) = DO - (k * s) = 8,55 - (0,04662 * 2) = 8,55-8,46,09324 = mg/l Utilice el valor 8,46 mg/l cuando se realiza el punto de saturación DO de calibración (aire saturado de agua) como se describe en la sección Calibración. El sensor de Oxígeno dará lecturas de OD en muestras de agua salada con una salinidad de 2,0 ppm (2000 mg/l de NaCl). Importante: Para la prueba de Oxígeno disuelto no es necesario para compensar la salinidad; por ejemplo, si el valor de salinidad es 0,5 ppt (500 mg/l NaCl), usando 25 C y 760 mm Hg, el cálculo de DO (s) sería: DO (de 0,5 ppt) = DO - (k * s) = 8,36 - (0,04498 * 0,5) = 8,36-0,023 = 8,34 mg/l A niveles de salinidad de menos de 1,0 ppt (1,000 mg/l), esta corrección resulta en un error de menos de 0,2%. 10 Sensor de Oxígeno Disuelto ML75m, Guía de Usuario

11 Específicaciones Técnicas Gama Rango de medición Resolución Digital 16- bits de resolución comunicación vía I2C mg/l mg/l Presición Típica 2% después de la calibración a 25 C Rapides máxima de frecuencia Tiempo de Respuesta 1 Hz 95% de lectura final en 30 s, 98% en 45 s Compensación de Temperatura Automática 5-35 C Compensación de Presión Compensación de Salinidad Temperatura de Almacenamiento Flujo máximo de muestreo Manual Manual 0 ~ 50 C 20 cm/s Garantía: El sensor de Oxígeno Disuelto ML75m está garantizado libre de defectos en materiales y mano de obra durante un período de 12 meses desde la fecha de compra, siempre que haya sido utilizado en condiciones normales de laboratorio. Esta garantía no se aplica si el sensor ha sido dañado por accidente o mal uso. Nota: Este producto es usado para propósitos educativos solamente. No es apropiado para usos industriales, médicos, investigación o aplicaciones comerciales. Rev. 31/03/2016 Sensor de Oxígeno Disuelto ML75m, Guía de Usuario 11