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06/2024 – Umgang mit polarografischen Sauerstoffsensoren (DO)

DO measurement

Polarografische Sauerstoffsensoren (DO) sind unverzichtbare Werkzeuge in verschiedenen Bereichen wie Biotechnologie, Umweltüberwachung und Wasseraufbereitung. Diese Sensoren messen die Konzentration des gelösten Sauerstoffs in Flüssigkeiten und liefern wichtige Daten für die Prozesssteuerung und Qualitätssicherung. Eine korrekte Handhabung und Wartung der polarografischen DO-Sensoren ist entscheidend für genaue und verlässliche Messungen. In diesem Artikel werden die wichtigsten Schritte und bewährten Verfahren für den effektiven Umgang mit diesen Sensoren erläutert.

Funktionsweise polarografischer DO-Sensoren

Polarografische DO-Sensoren arbeiten nach dem Prinzip der Elektrochemie. Sie bestehen aus einer Kathode (meist aus Platin oder Gold) und einer Anode (oft aus Silber oder Silberchlorid), die in eine Elektrolytlösung getaucht und durch eine gasdurchlässige Membran von der Probe getrennt sind. Wenn eine Spannung angelegt wird, diffundiert Sauerstoff durch die Membran und wird an der Kathode reduziert, wodurch ein Strom erzeugt wird, der proportional zur Sauerstoffkonzentration ist.

Schritte für den effektiven Umgang mit polarografischen DO-Sensoren

  1. Erstinbetriebnahme und Polarisation
    • Sensoranschluss: Schließen Sie den DO-Sensor gemäß den Anweisungen des Herstellers an das entsprechende Messgerät oder den Controller an. Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen fest sitzen, um Signalstörungen zu vermeiden.
    • Polarisation: Bevor ein neuer Sensor verwendet oder ein Sensor nach längerer Lagerung wieder in Betrieb genommen wird, muss er polarisiert werden. Dabei wird eine Spannung an den Sensor angelegt, sodass er sich stabilisieren kann. Die Polarisation dauert in der Regel zwischen 6 und 24 Stunden. Halten Sie sich an die Vorgaben des Herstellers bezüglich der benötigten Polarisationzeit.
  2. Kalibrierung
    • Nullkalibrierung (0% Sauerstoff): Führen Sie diese Kalibrierung in einer sauerstofffreien Umgebung durch. Dies kann mit einer Nullsauerstofflösung oder Stickstoffgas erreicht werden. Der Sensor sollte einen Wert nahe 0 nA anzeigen, was keine Sauerstoffspuren bedeutet.
    • 100%-Kalibrierung (100% Sauerstoff): Kalibrieren Sie den Sensor in einer Umgebung mit einer bekannten Sauerstoffkonzentration, üblicherweise Luft (20,9% Sauerstoff). Der Sensor sollte einen stabilen Wert anzeigen, der je nach Sensormodell und Bedingungen normalerweise im Bereich von 40 nA bis 100 nA liegt.
  3. Wartung
    • Regelmäßige Kalibrierung: Kalibrieren Sie den Sensor regelmäßig, um genaue Messungen sicherzustellen. Die Häufigkeit hängt von den Einsatzbedingungen ab, sollte aber im Allgemeinen vor jeder Messreihe oder mindestens einmal pro Woche erfolgen.
    • Membran- und Elektrolytaustausch: Überprüfen und ersetzen Sie regelmäßig die Membran und die Elektrolytlösung. Eine beschädigte Membran oder verbrauchter Elektrolyt kann zu fehlerhaften Messwerten führen.
    • Reinigung: Reinigen Sie den Sensor regelmäßig, um Biofouling oder Ablagerungen zu entfernen. Verwenden Sie dabei geeignete Reinigungslösungen, die vom Hersteller empfohlen werden, um die Sensorbestandteile nicht zu beschädigen.
  4. Betriebstipps
    • Temperaturkompensation: Stellen Sie sicher, dass der Sensor mit einer Temperaturkompensation ausgestattet ist, da die Sauerstofflöslichkeit von der Temperatur abhängt. Viele moderne Sensoren bieten eine automatische Temperaturkompensation.
    • Probenhandhabung: Vermeiden Sie Blasen in der Probe, da diese zu Schwankungen der Sauerstoffwerte führen können. Rühren oder mischen Sie die Probe sanft, um eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten.
    • Lagerung: Bewahren Sie den Sensor, wenn er nicht in Gebrauch ist, in einer Schutzkappe mit Aufbewahrungslösung oder an einem geeigneten trockenen Ort auf. Befolgen Sie die Empfehlungen des Herstellers für die Langzeitlagerung.
  5. Fehlerbehebung
    • Instabile Messwerte: Wenn der Sensor instabile oder schwankende Werte liefert, überprüfen Sie, ob sich Luftblasen unter der Membran befinden, der Sensor richtig polarisiert ist und korrekt kalibriert wurde.
    • Niedriges oder kein Signal: Stellen Sie sicher, dass der Sensor korrekt polarisiert und angeschlossen ist. Überprüfen Sie die Membran und den Elektrolyten auf Anzeichen von Schäden oder Erschöpfung.
    • Langsame Reaktionszeit: Eine langsame Reaktion des Sensors kann auf eine Verschmutzung oder Alterung der Membran hinweisen. Reinigen oder ersetzen Sie die Membran, um dieses Problem zu beheben.

Fazit

Der sorgfältige Umgang mit polarografischen DO-Sensoren ist entscheidend für zuverlässige Daten in jeder Anwendung, die die Messung des gelösten Sauerstoffs erfordert. Durch die Einhaltung korrekter Setup-, Kalibrierungs-, Wartungs- und Fehlerbehebungsschritte können Sie sicherstellen, dass Ihr polarografischer DO-Sensor genaue und konsistente Ergebnisse liefert. Die regelmäßige Beachtung dieser Details verlängert die Lebensdauer Ihres Sensors und verbessert die Qualität Ihrer Messungen, was letztendlich zum Erfolg Ihrer Prozesse beiträgt.

Für weitere Informationen oder spezifische Anweisungen sollten Sie stets das Handbuch des Herstellers und dessen Support-Ressourcen konsultieren.