Endress+Hauser Memobase Plus CYZ71D Betriebsanleitung Seite 101

Memobase Plus CYZ71D
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Die amperometrische Sauerstoffmessung
Die amperometrischen Sauerstoffmessung ist eine elektrochemische Methode, wobei ein
elektrochemisch erzeugter Stromfluss zur quantitativen Bestimmung von Sauerstoff
genutzt wird. Ein einfacher amperometrischer Zwei-Elektroden Sauerstoffsensor besteht
aus einer Goldkathode (auch Arbeitselektrode genannt) und einer Silberanode (auch
Gegenelektrode genannt). Die Kathode und die Anode befinden sich in einem Reaktions-
raum, der mit einer elektrolytischen Flüssigkeit gefüllt ist. An beide Elektroden wird eine
Gleichspannung angelegt. Über den Reaktionsraum ist eine Membran gespannt, die den
Sensor vom zu messenden Medium abtrennt. Die Membran lässt gelösten Sauerstoff
durch. Bringt man diese Messzelle in ein sauerstoffhaltiges Medium, so führt der Sauer-
stoffpartialdruckunterschied zwischen Membranaussen- und Membraninnenwand zu
einer Sauerstoffdiffusion durch die Membran. Vor der Membran herrscht der Sauerstoff-
partialdruck im Medium. In wasserdampfgesättigter Luft bei Referenzbedingungen (1013
hPa, 20°C) sind es ca. 209 hPa pO2 und wirken als treibende Kraft, um Sauerstoffmoleküle
durch die Membran zu treiben. Die Membran wirkt dabei als Diffusionssperre, d.h. Sauer-
stoffmoleküle wandern entsprechend dem Partialdruckunterschied durch die Membran.
Im Elektrolytraum des Sensors wird der durch die Membran diffundierte Sauerstoff an der
Kathode reduziert. An der Kathode liegt damit quasi kein molekularer Sauerstoff vor. Hier
herrscht große Zehrung, der Sauerstoffpartialdruck geht hier gegen Null und es diffundie-
ren dem Sauerstoffpartialdruck immer Sauerstoffmoleküle nach. Durch die Reduktion des
Sauerstoffs fließt nun ein Strom, der proportional zur Menge des umgesetzten Sauerstoffs
ist. Dieser Strom wird im Messumformer bearbeitet und in den bekannten Einheiten
zugänglich gemacht.
 53 Aufbau eines Zwei-Elektroden-Sensors
1 Gleichspannung
2 Elektrolytraum
3 Anode
4 Kathode
5 Medium
6 Membran
pO
2
%SAT =
(0.2095 (p
amb
-p ))
H2O
1
2
3
4
5
6
Anhang
A0031018-DE
A0030929
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