Die Amperometrische Sauerstoffmessung - Endress+Hauser Memobase Plus CYZ71D Betriebsanleitung

Funktionsprinzipien Memobase Plus CYZ71D
entspricht einem Sauerstoffanteil von 20,95 %. Diesen Wert bezeichnen Praktiker einfach als
100 % Sättigung.
pO
2
%SAT =
(0.2095 (p -p ))
amb H2O

19.2.2 Die amperometrische Sauerstoffmessung

Die amperometrischen Sauerstoffmessung ist eine elektrochemische Methode, wobei ein elek-
trochemisch erzeugter Stromfluss zur quantitativen Bestimmung von Sauerstoff genutzt wird.
Ein einfacher amperometrischer Zwei-Elektroden Sauerstoffsensor besteht aus einer Goldka-
thode (auch Arbeitselektrode genannt) und einer Silberanode (auch Gegenelektrode genannt).
Die Kathode und die Anode befinden sich in einem Reaktionsraum, der mit einer elektrolyti-
schen 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 Sauerstoffpartialdruckunterschied zwischen Mem-
branaussen- und Membraninnenwand zu einer Sauerstoffdiffusion durch die Membran. Vor der
Membran herrscht der Sauerstoffpartialdruck im Medium. In wasserdampfgesättigter Luft bei
Referenzbedingungen (1013 hPa, 20°C) sind es ca. 209 hPa pO und wirken als treibende Kraft,
2
um Sauerstoffmoleküle durch die Membran zu treiben. Die Membran wirkt dabei als Diffusions-
sperre, d.h. Sauerstoffmoleküle 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 Sau-
erstoffs fließt nun ein Strom, der proportional zur Menge des umgesetzten Sauerstoffs ist. Die-
ser Strom wird im Messumformer bearbeitet und in den bekannten Einheiten zugänglich
gemacht.
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