Sauerstoffmessung mit elektrochemischen Sensoren

Wie funktioniert ein elektrochemischer Sensor?

Ein elektrochemischer Sauerstoffsensor besteht aus zwei Elektroden in einem Elektrolyten. Sauerstoff gelangt durch eine durchlässige Membran zur Arbeitselektrode und wird dort reduziert. Diese Reaktion erzeugt einen elektrischen Strom, der proportional zur Sauerstoffmenge am Sensor ist. Durch Messung des Stroms wird die Konzentration berechnet.

Bei Flüssigkeitsanwendungen wird der Sensor in eine Probendurchflusszelle eingesetzt und misst den gelösten Sauerstoff (DO) im Wasser. In der Gasphase misst ein kleines Zellmodul den O₂-Anteil in einem Gasgemisch; Sensoren dieser Art können als Option an Mehrgasanalysatoren angeboten werden.

Der elektrochemische Sensor: Messgrößen und Einsatzgebiete

Das Verfahren dient zur Sauerstoffmessung in Flüssigkeit und Gas:

• Gelöster Sauerstoff in Kesselspeisewasser, Kondensat und Leitungen für demineralisiertes Wasser (Korrosionskontrolle)
• Belüftungsregelung in Kläranlagen
• O₂-Messung bei Rauchgas- und Prozessgasanwendungen
• Kurzzeitige Sauerstoffverfolgung mit tragbaren Geräten

Der elektrochemische Sensor: Stärken und Grenzen

Elektrochemische Sensoren bieten eine einfache, kleine und wirtschaftliche Messung mit geringem Stromverbrauch und schnellem Ansprechen. Für den niedrigen Konzentrationsbereich bei Spurenmessungen von gelöstem Sauerstoff gibt es spezielle Sondenbauformen.

Grenzen: Da der Sensor Elektrolyt und Membran enthält, ist er ein Verbrauchsteil; er altert und muss regelmäßig erneuert werden. Die Kalibrierung sollte häufig geprüft werden. Änderungen von Probendurchfluss, Temperatur und Druck beeinflussen das Ergebnis. Verschmutzung oder Beschädigung der Membran beeinträchtigt das Ansprechen.

Der elektrochemische Sensor: Hinweise zur Geräteauswahl

Bei der Auswahl werden Messphase (Flüssigkeit oder Gas), Konzentrationsbereich, Probendurchfluss und erwartete Sensorlebensdauer bewertet. Wechselintervall von Sensor und Membran, Vorrat an Wartungssätzen und Kalibrierhäufigkeit sollten in den Betriebsplan aufgenommen werden. Bei der Inbetriebnahme konfiguriert Tetra Durchflusszelle, Sonde und Kalibrieranordnung entsprechend den Bedingungen vor Ort.

Tetra und Analysatoren mit elektrochemischem Sensor

Tetra liefert, installiert, kalibriert und wartet Analysatoren mit elektrochemischem Sensor in der Türkei. Zum Produktspektrum gehören der Analysator für niedrige Gehalte an gelöstem Sauerstoff Thermo Orion 1816DO (mit elektrochemischer Sonde und Edelstahl-Durchflusszelle) und der Mehrgasanalysator Thermo Scientific 60i mit Option für einen Sauerstoffsensor. Für O₂-Messungen im Prozentbereich, die das paramagnetische Verfahren erfordern, werden auch paramagnetische Analysatoren bereitgestellt.