Датчик растворённого кислорода (DO)
Датчик концентрации растворённого в воде кислорода (мг/л или % насыщения). Применяется в автоматике очистных сооружений, аквакультуре, пивоварении, фармацевтике. Технологии измерения: амперометрическая и оптическая (люминесцентная).
Датчик растворённого кислорода (DO — Dissolved Oxygen) измеряет концентрацию O₂, растворённого в воде, в мг/л или % от насыщения. Критический параметр автоматики очистных сооружений биологической очистки: активный ил живёт при DO = 2-4 мг/л, при падении до 0,5 мг/л бактерии гибнут. Также применяется в рыбоводных хозяйствах, пивоварении и фармацевтике (ферментеры).
Две технологии измерения: амперометрическая (мембранная ячейка Кларка — классика, диапазон 0-20 мг/л, точность 0,1 мг/л, расходники — мембрана и электролит каждые 6-12 месяцев) и оптическая люминесцентная (LDO — Luminescent Dissolved Oxygen, модерн: кислород тушит флуоресценцию платинапорфирина на торце зонда, нет мембраны и электролита, ресурс сенсорной крышки 2 года, самокалибровка, не чувствителен к сероводороду). LDO вытесняет амперометрию в очистных сооружениях благодаря межсервисному интервалу в 10-20 раз выше.
Пример: датчик Hach LDO2 в аэротенках очистных сооружений завода регулирует производительность компрессоров аэрации через частотный преобразователь — поддерживает DO = 2,5 мг/л с экономией электроэнергии до 30% по сравнению с работой компрессоров на постоянной мощности. Сигнал 4-20 мА или Modbus в ПЛК. Производители: Hach LDO2, Endress+Hauser Oxymax COS61D, YSI, Insite IG, Prominent; российские — Взор, Эконикс.
Для фармацевтических ферментеров и пивоварения применяются стерилизуемые датчики с санитарными присоединениями Tri-Clamp DN25-50, выдерживающие SIP до 135 °C и агрессивные CIP-мойки.
Частые вопросы
LDO или амперометрический датчик — что выбрать для очистных?
LDO (Hach LDO2, Endress+Hauser Oxymax) — для современных станций: ресурс сенсора 2 года без обслуживания, самокалибровка, точность стабильна. Амперометрический — дешевле на старте, но требует замены мембраны каждые 6-12 месяцев и ручной калибровки по воздуху ежемесячно. Для большинства новых проектов LDO выгоднее по стоимости владения.В каких единицах настраивать уставку — мг/л или % насыщения?
Для технологии биологической очистки — мг/л (стабильный параметр по концентрации). % насыщения зависит от температуры и солёности и колеблется в течение суток. Для аквакультуры иногда используют % как показатель комфорта рыб. Современные датчики выдают оба значения одновременно по Modbus.
Источники
- EN 25814:1992 — Качество воды. Определение растворённого кислорода — CEN