Marzo de 2023

Principios de Medición de Oxígeno Disuelto.

Los sensores de oxígeno son esenciales para varias aplicaciones industriales para el monitoreo de calidad, el control de procesos y el cumplimiento ambiental. Los sensores de oxígeno analizan los niveles de oxígeno libre en líquidos y gases. Para las aplicaciones de análisis de líquidos, específicamente el tratamiento de aguas residuales, los microorganismos son cruciales para descomponer los compuestos nocivos. Por lo general, dichos organismos requieren un mínimo de 5 ppm (partes por millón) de oxígeno disuelto para sobrevivir. Conocer estos niveles es crucial para la salud de dichos procesos. En muchas aplicaciones basadas en gas, los niveles de oxígeno son extremadamente importantes para analizar, particularmente en aplicaciones que utilizan inertización de nitrógeno. En tales aplicaciones, los operadores deben asegurarse de que los niveles de oxígeno se mantengan al mínimo para evitar reacciones potencialmente catastróficas.

Muchos factores influyen en los niveles de oxígeno, como la temperatura, la profundidad del agua, la salinidad, la bioactividad y la presión atmosférica. Comprender estas variables es importante para monitorear con precisión el oxígeno tanto en forma gaseosa como disuelta. Exploremos cómo funcionan los sensores de oxígeno.

CÓMO FUNCIONAN LOS SENSORES DE OXÍGENO

Hay dos estilos principales de tecnología para sensores de oxígeno: electroquímico (estilo Clark/amperométrico) y óptico (luminiscente). Las características que son exclusivas de cada tipo de sensor los hacen aplicables a ciertas condiciones en diversas aplicaciones. Examinaremos los métodos por los que funciona cada estilo de sensor para que pueda determinar qué tecnología se adapta mejor a su aplicación.

SENSORES ELECTROQUÍMICOS

Los sensores electroquímicos son capaces de interpretar rangos más altos de valores de oxígeno que los sensores luminiscentes, midiendo hasta 45 ppm. Esto los hace más apropiados para aplicaciones más pesadas, como el tratamiento químico y de agua.

Estos sensores están equipados con una membrana permeable al oxígeno unida a un ánodo y un cátodo sumergidos en un electrolito de referencia. Para interpretar con precisión el voltaje, el ánodo y el cátodo deben polarizarse a través de un transmisor u otra fuente de energía. El cátodo suele estar construido con un metal precioso que estabiliza la polarización del sensor. Al medir en proceso, el oxígeno pasa a través de la membrana. Una vez atravesado, una reacción química en el electrolito produce un voltaje registrado por el ánodo y el cátodo. Cuanto más altos sean los niveles de oxígeno, mayor será la corriente generada. Luego, un transmisor interpretará el voltaje en un valor de oxígeno legible.

SENSORES ÓPTICOS

Los sensores ópticos de oxígeno son un tipo de sensor relativamente nuevo en el mercado. Los avances en esta forma de tecnología han llevado a una presencia creciente de estos sensores en varios procesos industriales.

Funcionan con una luz LED interna y una tapa externa que contiene una capa de tinte fluorescente sensible al oxígeno. Además, un receptor interno funciona al unísono para traducir las ondas de luz en valores de oxígeno legibles. Sin la presencia de oxígeno, las longitudes de onda generadas entre la luz y la capa de tinte se moverán rápidamente hacia el transmisor. Una vez que el oxígeno entra en contacto con la capa de tinte, las ondas se moverán mucho más lentamente.

 

EL MANTENIMIENTO ES CLAVE PARA MANTENER LOS SENSORES FUNCIONALES Y PRECISOS

Las técnicas de mantenimiento necesarias para prolongar la vida útil del sensor y garantizar mediciones precisas también son exclusivas del modelo del sensor.

Mantenimiento electroquímico: Los sensores electroquímicos requieren un poco más de mantenimiento que sus contrapartes luminiscentes. Como se mencionó anteriormente, los usuarios deben polarizar el sistema de referencia a través de un transmisor u otra fuente de alimentación. Puede llevar varias horas estabilizar el sistema de referencia. Además, el ánodo y el cátodo deben limpiarse periódicamente para evitar el desgaste, especialmente en el cátodo de metal precioso. Las lecturas comenzarán a desviarse si el sistema de referencia no se cuida adecuadamente y las mediciones serán inexactas.

Mantenimiento óptico:  el aspecto más importante del mantenimiento de un sensor de oxígeno luminiscente es el estado de la tapa externa que contiene la capa de tinte. Si se mantiene en un entorno corrosivo o abrasivo durante demasiado tiempo, la capa de tinte fluorescente comenzará a descomponerse. Una capa de tinte dañada hará que cambien los patrones de longitud de onda de la luz LED, lo que afectará la precisión de la medición. Sin embargo, las tapas de capa de tinte dañadas se reemplazan fácilmente sin necesidad de un sensor completamente nuevo.

 

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