Che cos'è un analizzatore di ossigeno disciolto
Un analizzatore di ossigeno disciolto misura quanto ossigeno è trattenuto in soluzione, in modo continuo, e tiene quel numero sotto gli occhi di chi ne risponde. È un numero che conta perché separa una vasca ossidata che sostiene la biologia per cui è stata costruita da una che non la sostiene, e perché un'autorizzazione allo scarico, un allevamento ittico e un fermentatore sono tutti scritti in funzione sua. Lo strumento è un regolatore a quadro collegato a un elettrodo immerso nell'acqua, e le due metà di questa coppia si guastano in modi diversi.
Due principi di rilevamento si dividono il campo, e la scelta fra loro si fa sulla manutenzione più che sulla lettura. Un sensore a membrana consuma ossigeno a un catodo posto dietro una membrana permeabile ai gas e ne ricava una corrente piccolissima e proporzionale: per questo gli serve un moto minimo d'acqua sulla membrana, un elettrolita che invecchia e una membrana da sostituire a scadenze regolari. Un sensore ottico eccita uno strato luminescente e legge con quale rapidità l'ossigeno dell'acqua spegne quell'emissione; non consuma nulla, tollera l'acqua ferma e di norma viene controllato all'aria invece che contro uno zero chimico.
Il lato del regolatore è quasi uguale nelle due strade: un display, una o più uscite per portare il valore a un sistema di controllo, relè per intervenire e una porta di comunicazione. Ciò che in pratica separa un regolatore da un altro è il gruppo degli ingressi di compensazione. L'ossigeno disciolto è una pressione parziale, prima di essere una concentrazione, e per convertirlo in una concentrazione in milligrammi per litro servono la temperatura, la salinità e la pressione dell'acqua misurata.
Come misura un analizzatore di ossigeno disciolto
Un sensore a membrana è una cella elettrochimica. L'ossigeno diffonde attraverso la membrana e si riduce al catodo, e la corrente che ne risulta è proporzionale alla velocità con cui arriva: la lettura dipende dunque dal moto dell'acqua, non solo dalla concentrazione. Tutto ciò che rallenta la diffusione, una membrana sporca, un elettrolita esaurito o un campione fermo, si legge come poco ossigeno anche in un'acqua pienamente ossigenata, ed è per questo che la scadenza di manutenzione fa parte della misura e non dell'ordinata gestione dell'impianto.
Un sensore ottico misura la stessa grandezza senza consumarla. Uno strato di colorante è eccitato da una sorgente di luce e restituisce luce a lunghezza d'onda maggiore, e l'ossigeno disciolto accorcia il tempo per cui quell'emissione permane. Lo strumento legge proprio quella durata, che è una proprietà insieme del colorante e dell'ossigeno e non dipende da quanta acqua scorre sullo strato. Il materiale di consumo è il cappuccio che porta il colorante, e il suo intervallo di sostituzione è ciò che un piano di manutenzione deve farsi carico.
La catena di compensazione è la parte che più spesso resta all'impostazione di fabbrica. L'elettrodo risponde alla pressione parziale dell'ossigeno, e quella pressione corrisponde a meno ossigeno mano a mano che l'acqua si scalda e diventa più salata: a una data pressione un campione trattiene meno ossigeno a trenta gradi che a dieci, e meno in acqua di mare che in acqua dolce. Dove salinità e pressione restano non impostate, una lettura giusta in un fiume è sbagliata in una vasca di salamoia, e l'errore è sistematico e non casuale.
Opzioni di configurazione
La maggior parte della specifica è definita da queste decisioni e non dalla classe di accuratezza. Ognuna vincola la successiva, ed è per questo che si chiariscono in ordine.
| Configurazione | Opzioni da definire | Cosa decide davvero |
| Principio di rilevamento | Una cella a membrana, o un sensore ottico con cappuccio sostituibile | Il regime di manutenzione, il moto d'acqua richiesto nel punto di misura e il modo in cui si stabilisce lo zero. È la prima voce da chiudere, prima di tutte le altre dell'elenco. |
| Campo di misura | Una banda stretta per un processo pilotato, o una banda ampia che va dalla saturazione fino ai valori bassi che indicano condizioni anossiche | Se la risoluzione resta utile in fondo scala e se lo strumento va in saturazione nel funzionamento normale. Un campo scelto guardando all'estremo alto è spesso grossolano proprio dove le letture diventano interessanti. |
| Ingressi di compensazione | Sola temperatura, o temperatura insieme a salinità e pressione, applicata in automatico o inserita a mano | Se una concentrazione in milligrammi per litro voglia dire la stessa cosa in due acque diverse. Una lettura senza il suo stato di compensazione non è comparabile con un limite. |
| Uscite analogiche | Una uscita, o due, su un campo di corrente accettato dal sistema ricevente | Se la lettura possa pilotare un circuito di regolazione ed essere registrata nello stesso momento, che di solito è la differenza fra un indicatore e un elemento di controllo. |
| Relè di allarme | Uno o due, con soglia sulla concentrazione, sulla temperatura o su entrambe | Se lo strumento può agire, avviando un aeratore o lanciando un allarme, oppure solo mostrare. È il relè a rendere sorvegliabile una vasca incustodita. |
| Comunicazione | Una porta seriale che parli un protocollo industriale standard, o nessuna | Se il valore entra nella rete di stabilimento o si ferma al quadro. Una lettura che non può essere esportata è una lettura che qualcuno deve trascrivere. |
| Montaggio ed elettrodo | Regolatore a quadro, a parete o su tubazione; elettrodo per immersione, in cella di flusso o sommerso; lunghezza del cavo | Se il sensore arriva al punto di misura senza una tiratura di cavo che aggiunge disturbo, e se si può sollevare per pulirlo senza disturbare il processo. |
Regolatore ed elettrodo si specificano insieme. Un ingresso di compensazione che il regolatore prevede ma per il quale l'elettrodo non fornisce segnale non è una funzione.
Come scegliere un analizzatore di ossigeno disciolto
| Decisione | Cosa la determina | Cosa chiedere |
|---|
| L'acqua da misurare | Acqua dolce, acqua di mare, salamoia, scarico o un brodo di fermentazione | La salinità decide se una lettura compensata è possibile, e se il materiale dell'elettrodo resiste al mezzo. |
| A cosa serve il numero | Pilotare la regolazione dell'aerazione, dimostrare il rispetto di un'autorizzazione, o seguire un andamento | Una funzione di regolazione orienta su relè e su una risposta rapida; una funzione di conformità orienta su una storia di tarature documentata. |
| La manutenzione che l'impianto può sostenere | Pulizia, sostituzione di elettrolita e membrana, o sostituzione del cappuccio | Il sensore più esigente è migliore solo se il regime viene rispettato. Anche un sensore ottico trascurato accumula deriva, e lo fa in silenzio. |
| Il moto dell'acqua nel punto di misura | Acqua in movimento in un canale, o acqua ferma in una vasca | Un sensore a membrana chiede una velocità minima sulla membrana, e questa è una questione di montaggio altrettanto che di strumento. |
| Profondità e raggiungibilità del punto | Se l'elettrodo si raggiunge a mano, o servono una staffa e una tiratura di cavo | È qui che un progetto di solito si perde, fra il risultato di laboratorio e l'installazione. |
| Se serve una registrazione | Una lettura dal vivo, o uno storico registrato su più giorni | La registrazione cambia i requisiti di uscita e di comunicazione, e non solo lo spazio di memoria. |
| L'ambiente dell'elettronica | Quadro in interno, armadio all'esterno, o elettrodo immerso in modo permanente | Regolatore ed elettrodo hanno gradi di protezione separati, ed è il più basso dei due a limitare l'installazione. |
Se qualcuno di questi punti è ancora aperto, invii quanto è già noto. Un preventivo può essere emesso sulla base della descrizione dell'applicazione e precisato quando i punti in sospeso saranno chiariti.
Le alternative più vicine
Questi sono i tipi in cui una richiesta per un analizzatore di ossigeno disciolto si risolve di solito, e il punto in cui la scelta si decide davvero.
| Alternativa più vicina | Cosa lo distingue da un analizzatore di ossigeno disciolto |
| Analizzatori di ossigeno | Misurano l'ossigeno in una corrente gassosa e non in acqua, e servono a verificare una combustione, un'inertizzazione o lo spazio di testa di un contenitore. I due strumenti si confondono perché condividono la parola, ma campione, sensore e unità di misura non hanno nulla in comune. |
| Analizzatori di pH | Misurano l'acidità, che è una proprietà diversa della stessa acqua. Nessuno dei due sostituisce l'altro, e di solito entrambi sono installati sulla stessa vasca perché la biologia dipende dai due valori insieme. |
| Analizzatori di conducibilità | Riferiscono il contenuto di ioni disciolti, cioè ciò che permette all'acqua di condurre corrente. La conducibilità non è una misura di ossigeno, ma la salinità che indica è uno degli ingressi da cui dipende un valore di ossigeno disciolto. |
| Analizzatori di torbidità | Riferiscono quanto materiale sospeso è presente. Un campione torbido sporca un elettrodo di ossigeno più in fretta di un campione limpido, quindi le due letture si toccano attraverso la scadenza di manutenzione e non attraverso la misura. |
| Analizzatori di qualità dell'acqua | Riuniscono diversi di questi parametri in un solo strumento o in un unico armadio. Dove un valore deve essere controllato in continuo si usa un analizzatore dedicato, mentre lo strumento multi-parametro serve a vedere il quadro più ampio. |
Il confine da stabilire per primo è se l'ossigeno è disciolto in acqua o presente in un gas, perché i due strumenti condividono il nome e poco altro.
Cosa includere nella richiesta
La prima risposta può essere un preventivo anziché una serie di domande, se la richiesta le contiene. Dove un valore non è noto, invii la descrizione del compito di misura e confermeremo ciò che implica.
- L'acqua da misurare, con la sua salinità e la sua temperatura tipiche
- Il campo di misura richiesto, e la concentrazione più bassa che deve essere risolta
- Se il principio di rilevamento è già imposto dall'impianto o ancora aperto, e quale regime di manutenzione è disponibile
- Se servono la compensazione di salinità e di pressione, e da quale segnale arrivano
- Quante e quali uscite analogiche chiede il sistema ricevente
- Se servono relè e cosa devono commutare
- Se la lettura deve essere registrata o messa in rete, e su quale protocollo
- Il montaggio previsto per il regolatore e per l'elettrodo, e la lunghezza del cavo che li separa
- Quantità, porto di destinazione e data di consegna richiesta
