Endress+Hauser Memobase Plus CYZ71D Betriebsanleitung Seite 98

Funktionsprinzipien
Wie hoch ist nun der Sauerstoffpartialdruck auf Meereshöhe bei 35˚C?
p
oxygen_estimated
p
oxygen_estimated
Damit dieses Modell richtig arbeitet, muss sich der zu kalibrierende Sensor nahe einer Wasser-
oberfläche oder z.B. im Gasraum eines teilweise mit Wasser gefüllten Gefäßes befinden. Auf
diese Weise lassen sich Sauerstoffsensoren in den unterschiedlichsten Anwendungen – vom
Kraftwerk bis zur Wasseraufbereitung - präzise kalibrieren.
Ein weiteres Kalibriermodell „Wasser luftgesättigt" nutzt die Eigenschaft, dass ein hinreichend
belüftetes Wasser nach ausreichender Zeit im Gleichgewicht mit dem Sauerstoffpartialdruck der
darüber stehenden Luftschichten steht. Auch hier müssen die Rückrechnungen auf die erwar-
teten Sauerstoffpartialdrücke über die Temperatur erfolgen. Dieses Modell wird oftmals für
Sauerstoffmessungen in geschlossenen Behältern wie wassergefüllten Fermentern benutzt.
Als weitere Möglichkeit steht die Probenkalibrierung zur Verfügung: Hier wird der Messwert
des Sensors auf einen extern erhaltenen Referenzwert des gleichen Mediums angeglichen.
Wie kommt man zu verlässlichen Werten des Absolutluftdruckes? Es gibt zwei Methoden:
• Über die Ortshöhe (oder Altitude) und die barometrische Höhenformel ist ein Zusammen-
hang zwischen Erwartungswert des mittleren absoluten Luftdruckes und der Ortshöhe gege-
ben (und auch im Messumformer bzw. im Sensor hinterlegt und damit zugänglich).
• Über die Messung des absoluten Luftdruckes mit z.B. einer Druckmessdose.
Der auf Meeresspiegel rückgerechnete relative Luftdruck ist oftmals über die Wetterinforma-
tion verfügbar. Dieser relative Luftdruck kann – über die barometrische Höhenformel in den
Absolutwert umgerechnet - ebenfalls als Luftdruckvorgabe Verwendung finden.
Kalibrieren des Nullpunktes
Solange bei eher hohen Konzentrationen gearbeitet wird, ist der Nullpunkt von untergeordneter
Bedeutung. Diese Sicht verändert sich, sobald Sauerstoffsensoren im Spurenbereich eingesetzt
werden und Sensoren auch im Nullpunkt kalibriert werden sollen.
Nullpunktkalibrierungen sind insofern anspruchsvoll, als das das umgebende Medium - in aller
Regel Luft - bereits viel Sauerstoff enthält. Diesem Sauerstoff muss für eine gute Nullpunktka-
librierung der Zutritt zum Sensor verwehrt werden und vorhandener Restsauerstoff muss aus
der Umgebung des Sensors verdrängt werden.
Dazu bieten sich zwei Wege an:
• Die Kalibrierung des Nullpunktes in einer mit gasförmigen Stickstoff hinreichender Qualität
(N5) durchströmten Durchflusszelle
• Die Kalibrierung in sauerstofffreier Nulllösung (wässrige Lösung von Natriumsulfid Na
Hinweis zur Nulllösung:
Als Faustregel gilt: 1g Na
Gefäß (Erlemeyer-Kolben oä.) ist nach ca. 1/2 h frei von Sauerstoff. Luftabgeschlossen bleibt
dieser Zustand über ca. 24 h erhalten, Luftzutritt verkürzt diese Zeit.
98
= 0.2095
= 200.44 hPa
SO auf 1 l Wasser bei ca. 30 ˚C in einem sich oben verjüngenden
2 3
956.79 hPa
Memobase Plus CYZ71D
SO )
2 3
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