Sensor oxy nhập ngoại được sử dụng trong nghiên cứu này là sensor oxy số hiệu ET1117của hãng eDAQ – Úc và sensor oxy U50 của hãng HORIBA - Nhật Bản. Cả hai loại sensor này, phương pháp đo đều là phương pháp cực phổ.
3.3.1. Sensor eDAQ (Úc)
Sensor oxy số hiệu ET1117 của hàng eDAQ (Úc) sử dụng dây platin kích thước 1mm làm điện cực catot, điện cực anot làm từ dây bạc, Chotín hiệu tốt nhất: 400 ± 75 nA trong
nước bão hòa không khí ở 25 ° C; dòng đáp ứng đạt 0 ÷ 98% trong thời gian ít hơn 60s ở 25°C.
Sử dụng điện cực này trong phép đo DO đa kênh để kiểm chứng chất lượng của các sensor platin và vàng chế tạo trong. Các điện cực đối chứng gồm có: điện cực vàng 1,5mm; 1mm; 0,5mm và điện cực ET1117 (Điện cực Platin của Úc).
Khi sử dụng 4điện cực đã chọn để đo biến thiên DO trong hai môi trường, thay đổi từ không có oxy sang bão hòa oxy và ngược lại, chúng tôi thu được các tín hiệu đồng nhất, cho thấy các sensor đều nhạy với sự thay đổi nồng độ oxy, thời gian đáp ứng có khác nhau nhưng đều ngắn(hình 3.18).
0 100 200 300 400
0 2 4 6 8 10
Không có oxy Bão hòa oxy
Thoi gian (s)
DO (mg/L)
Vàng 1,5mm Vàng 0,5mm Vàng 1mm ET1117 Úc
Hình 3.18: Đường biến thiên nồng độ DO khi khảo sát đồng thời 4điện cực trong 2 môi trường oxy bão hòa và không có oxy
Để so sánh độ ổn định của các sensor tự chế tạo với sensor nhập ngoại, chúng tôi tiến hành đo đồng thời các điện cực trên trong môi trường oxy bão hòa không có sục khí: cách mặt nước2 cm trong thời gian 2h.
Kiểm tra độ ổn định của sensor oxy trong thời gian dài với điều kiện tĩnh (không sục khí, không khuấy lắc) chúng tôi thấy giá trị dòng thu được giảm theo thời gian (Hình 3.19). Điều đó chứng tỏ lượng oxy ngay tại bề mặt điện cực bị giảm. Các điện cực kích
thước thông thường (0,5 ÷1,5mm) tiêu thụ lượng lớn thể tích mẫu nên trong điều kiện để ngoài không khí cách mặt nước 2cm thì lượng oxy trong không khí khuếch tán đến màng và khuếch tán qua màng khuếch tán đến sát bề mặt điện cực giảm theo thời gian, do đó giá trị dòng thu được giảm, từ đó tính toán được giá trị nồng độ DO sẽ giảm.
Hình 3.19: Đường biến thiên nồng độ DO khi khảo sát đồng thời 4điện cực trong môi trường oxy bão hòa không sục khí trong 2h
Cả hai thí nghiệm chỉ ra rằng các sensor vàng thể hiện sự ổn định trong thời gian dài, thông qua giá trị đo nồng độ DO không thay đổi nhiều trong suốt thời gian 2÷4h đo.
3.3.2. Sensor Horiba (Nhật Bản)
Đối với sensor oxy U50 của HORIBA, tính năng của sensor như sau:
Khoảng đo: 0 ÷ 50 mg/L
Độ phân giải: 0,01 mg/L
Độ lặp lại: ±0,1 mg/L
Độ chính xác: Với khoảng đo từ 0 ÷ 20 mg/L là ±0,2 mg/L và với khoảng đo 20÷50 mg/L là 0,5 mg/L
Chúng tôi chọn một sensor vàng kích thước 1,5mm, cùng sensor Horiba tiến hành đo biến thiên DO đồng thời khi thay đổi môi trường từ không khí sang dung dịch sunfit, kết quả như sau.
Y O 1 Y D O U 5 0
2 , 0 0 0 1 , 5 0 0
1 , 0 0 0 5 0 0
0 7
6
5
4
3
Thời gian đo (s)
Hình 3.20: So sánh kết quả đo trên hai sensor: 01-Tự chế tạo và U50-nhập ngoại từ HORIBA –Nhật bản
Hình 3.20 trình bày kết quả đo DO thu được từ sensor oxy tự chế tạo và sensor oxy của HORIBA. Có thể thấy rằng, các tín hiệu hầu như trùng khít khi đo trong môi trường bão hòa oxy và trong môi trường chứa ion sunfit. Thời gian đáp ứng của hai loại sensor khảo sát đều nhanh và phù hợp với nhau.
Từ các kết quả khảo sát tính năng của sensor oxy chế tạo từ các loại vật liệu khác nhau và kích thước khác nhau, cho thấy sensor oxy có điện cực làm việc chế tạo từ sợi vàng kích thước 0,5 ÷ 1,5mm với điện cực đối là Ag cần được lựa chọn để chế tạo hàng loạt, phục vụ cho việc đo dài ngày ngoài hiện trường, trong điều kiện đo đạc môi trường có thành phần phức tạp. Các sensor này khi đối chứng với điện cực nhập ngoại cho kết quả đồng nhất, với sự ổn định cao và tuổi thọ điện cực dài. Từ đó có thể kết luận sensor tự chếtạo trong nước hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu đo đạc đềra.