Emeine Bemerkung - Emerson 5081-A Betriebsanleitung

Betriebsanleitung
BA-5081-A-HT Rev. F
August 2004
8.1 ALL 8.1 ALL 8.1 ALLG G G G G EMEI 8.1 ALL 8.1 ALL EMEI EMEI

EMEINE BEMERKUNG

EMEI NE BEMERKUNG NE BEMERKUNG NE BEMERKUNGEN NE BEMERKUNG
Die amperometrischen Sensoren von Rosmount Analytical für gelösten Sauerstoff, Chlor und Ozon verfügen über eine per-
meable Membran für die zu messende Komponente. Die zu messende Spezie diffundiert durch diese Membran und wird an
einer polarisierten Elektrode (Überspannung) elektrochemisch umgesetzt. Dieser Vorgang erzeugt einen Strom, der von der
pro Zeiteinheit durch die Membran diffundierende Anzahl von Molekülen abhängt. Die Diffusionsrate, d.h. die Anzahl der pro
Zeiteinheit durch die permeable Membran diffundierenden Teilchen, hängt wiederum von der Konzentration der Teilchen im
Prozess sowie von der Beschaffenheit der Membran ab. Mit steigender Temperatur steigt ebenfalls die Durchlässigkeit der
Membran. Bei konstanter Konzentration und steigender Temperatur erhöht sich dadurch der zu messende Strom. Um zwi-
schen tatsächlicher Konzentrationsänderung und dem Einfluss der Temperatur unterscheiden zu können, wird die Tempera-
tur gemessen und die Eingangsgröße (Strom) bzw. die Membranpermeabilität damit korrigiert. Da es sehr schwierig ist, Mem-
branen mit gleichbleibenden Eigenschaften herzustellen, zeigt jeder amperometrische Sensor individuelle Permeations-
eigenschaften. Bei 25 °C liegt die Schwankungsbreite in der Permeabilität bei ca. ±3%/°C. Dies bedeutet, dass bei einem
Temperaturfehler von 1 °C der Messfehler bereits 3 % beträgt.
Bei der Messung von gelöstem Sauerstoff ist die Temperatur auch für die Kalibrierung des Sensors in der Umgebungsluft von
Bedeutung. Vom Standpunkt des Sensors betrachtet ist es bedeutungslos, ob die Kalibrierung in wassergesättigter Luft oder
in mit Sauerstoff gesättigtem Wasser stattfindet. Während der Kalibrierung berechnet der Messumformer die Löslichkeit von
Sauerstoff unter den herrschenden atmosphärischen Bedingungen in Wasser. Zuerst wird dabei die Temperatur gemessen
und aus der Temperatur der Dampfdruck des Wassers und aus dem barometrischen Druck den Partialdruck des Sauerstoffs
berechnet. Sind diese Daten dann bekannt, wir die Löslichkeit des Sauerstoff in Wasser im Gleichgewichtszustand ermittelt.
Dazu wird der sogenannte temperaturabhängige Bunsen-Koeffizient herangezogen. Hier wird durch einen Temperaturfehler
ein Fehler in der Größenordnung von 2 % für die Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser verursacht.
Die korrekte Bestimmung der Temperatur ist auch für die pH-Messung im Falle der Bestimmung freien Chlors wichtig.
1. Der Messumformer benötigt die Temperatur, um aus der Zellenspannung der pH-Elektrode den exakten pH-Wert zu er-
mitteln. Hierbei ist jedoch auch zu beachten, dass eine kleine Ungenauigkeit in der Temperaturmessung fast ohne Bedeutung
ist, sofern der pH-Wert sich signifikant von 7,00 unterscheidet. Ein Beispiel soll diesen Sachverhalt verdeutlichen. Ist der pH-
Wert 12 und die Temperatur 25 °C, so wird bei einem °C Messfehler nur ein Fehler im pH-Wert von ± 0,02 pH entstehen.
2. Während der automatischen Pufferkalibrierung wird durch den Messumformer der exakte pH-Wert durch die Korrektur
der Temperaturabhängigkeit des pH-Wertes der Pufferlösung ermittelt. Jedoch sind auch hier die Fehler sehr klein, die
durch die Fehler bei der Temperaturmessung begangen werden. Ein Temperaturmessfehler von 1 °C führt meistens nur zu
einem Fehler von ±0,03 pH der Pufferlösung.
Ohne Kalibrierung der Temperatur ist der Messfehler meist nicht größer als ±0,4 °C. Kalibrieren Sie die Temperaturmessung,
wenn
1. eine Genauigkeit von ± 0,4 °C nicht ausreicht bzw.
2. die Temperaturmessung angezweifelt wird. Kalibrieren Sie die Temperaturmessung mit einem geeichten Vergleichs-
messgerät.
Kapitel 8.0
KALI KALIB B B B B RI RI RI RI RIER KALI ER ER UNG DER TEMP UNG DER TEMP
KALI KALI ER ERUNG DER TEMP UNG DER TEMP UNG DER TEMPERA
8.1 Allgemeine Bemerkungen
8.2 Prozedur
EN EN EN EN
Modell 5081-A
ERA ERA TUR TUR
ERATUR ERA TUR TUR
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