Funktion; Beeinflussung - Jumo Dtrans O2 01 Betriebsanleitung

3 Sauerstoffmessumformer dTRANS O2 01
3.3

Funktion

des Mess-
umformers
der Messzelle
3.4

Beeinflussung

des
Messsignals
12
Die Kathode, an der der durch die Membrane diffundierte Sauerstoff elektro-
chemisch umgesetzt wird, hat über einen dünnen Elektrolytfilm direkten Kon-
takt mit der Membran.
Der Messumformer arbeitet nach dem Zweidraht-Prinzip, d.h. in die Versor-
gung des Messumformers ist das Ausgangssignal (4..20mA) eingeprägt.
Das Ausgangssignal ist galvanisch getrennt vom Messmedium.
Die Zelle benötigt keine Fremdspannungsversorgung, da sie die zur Sauer-
stoffreduktion notwendige Mindestspannung von etwa 850 mV über die bei-
den Teilreaktionen (1) und (2) selbst erzeugt.
-
(1) O + 2H O + 4e
2 2
⇔
-
(2) 2Pb + 4OH 2PbO + 2H
Summe O + 2Pb -> 2PbO
2
Stellt man zwischen Kathode und Anode eine elektrische Verbindung über
einen Arbeitswiderstand her, so fließt ein Strom, der linear-proportional zum
umgesetzten Sauerstoff und damit zum im Messmedium gelösten Sauerstoff
ist.
Die Zelle ist nullstromfrei, d.h. bei Abwesenheit von Sauerstoff ist keine Span-
nung und damit auch kein Messstrom vorhanden.
Das Messsignal wird von folgenden Faktoren beeinflusst
- der Sauerstoffdurchlässigkeit der Membran
- die Sättigungslöslichkeit von Sauerstoff in Wasser
- der Salinität (Salzgehalt) und
- dem Dampfdruck des Wassers.
Diese Faktoren sind temperaturabhängig.
Die Sauerstoffdurchlässigkeit der Membran ist bauartbedingt. Sie hängt vom
Material, der Dicke und der Verformung der Membran ab.
Die übrigen Faktoren beschreiben physikalische Phänomene, die z.B. in der
DIN EN 25 814 tabelliert sind.
Die oben genannten Faktoren - und deren Temperaturabhängigkeit werden
von der mikroprozessorgesteuerten Auswerteelektronik berücksichtigt und
kompensiert.
Druckschwankungen im Messmedium haben Auswirkungen auf das Aus-
gangssignal !
⇔
-
4OH E° (O ) = +401mV
2
-
O + 4e E° (Pb) = -576mV
2
E° = 977mV
(kathodische Reaktion)
(anodische
Reaktion)