Liuenneen hapen mittauksiin vaikuttavat tekijät
Hapen liukoisuus riippuu lämpötilasta, paineesta ja veteen liuenneesta suolasta. Lisäksi happi diffundoituu nopeammin liuoksen läpi kuin kalvon läpi. Jos virtausnopeus on liian hidas, se aiheuttaa häiriöitä.
1. Lämpötilan vaikutus Lämpötilan muuttuessa kalvon diffuusiokerroin ja hapen liukoisuus muuttuvat, mikä vaikuttaa suoraan liuenneen happielektrodin virransyöttöön. Termistoria käytetään usein poistamaan lämpötilan vaikutus. Lämpötilan noustessa diffuusiokerroin kasvaa, mutta liukoisuus sen sijaan pienenee. Lämpötilan vaikutus liukoisuuskertoimeen a voidaan arvioida Henryn lain mukaan ja lämpötilan vaikutus kalvodiffuusiokertoimeen Arrheniuksen lain avulla.
(1) Hapen liukoisuuskerroin: Koska liukoisuuskerroin a ei vaikuta pelkästään lämpötilaan, vaan myös liuoksen koostumukseen. Samassa hapen osapaineessa eri komponenttien todellinen happipitoisuus voi myös olla erilainen. Henryn lain mukaan voidaan tietää, että happipitoisuus on verrannollinen sen osapaineeseen. Laimealla liuoksella liukoisuuskertoimen a muutos on noin 2 prosenttia/aste lämpötilan muuttuessa.
(2) Kalvon diffuusiokerroin: Arrhenius-lain mukaan liukoisuuskertoimen ja lämpötilan T välinen suhde on: C=KPo2·exp(- /T), missä K ja Po2 oletetaan olevan vakio, niin se voidaan laskea olevan 2,3 prosenttia/aste 25 asteessa. Kun liukoisuuskerroin a on laskettu, voidaan kalvon diffuusiokerroin laskea vertaamalla instrumentin indikaatiota ja laboratorioanalyysiarvoa (laskentaprosessi jätetään tässä pois). Kalvon diffuusiokerroin on 1,5 prosenttia/aste 25 asteessa.
2. Ilmanpaineen vaikutus Henryn lain mukaan kaasun liukoisuus on verrannollinen sen osapaineeseen. Hapen osapaine liittyy alueen korkeuteen. Tasangon ja tasangon välinen ero voi olla 20 prosenttia, ja se on kompensoitava paikallisen ilmanpaineen mukaan ennen käyttöä. Joissakin laitteissa on barometri, joka voidaan korjata automaattisesti kalibroinnin aikana; joissakin laitteissa ei ole ilmapuntaria, ja ne tulee asettaa paikallisen sääaseman kalibroinnin aikana antamien tietojen mukaan. Jos tiedot ovat vääriä, se johtaa suuriin mittausvirheisiin.
3. Liuoksen suolapitoisuus Suolaveteen liuennut happi on huomattavasti pienempi kuin vesijohtovedessä. Tarkkoja mittauksia varten on otettava huomioon suolapitoisuuden vaikutus liuenneeseen happeen. Vakiolämpötilan olosuhteissa liuennut happi vähenee noin 1 prosentilla jokaista suolapitoisuuden lisäystä 100 mg/l kohti. Jos mittari käyttää kalibroinnin aikana liuosta, jonka suolapitoisuus on alhainen, mutta todellisessa mitatussa liuoksessa on korkea suolapitoisuus, seurauksena on myös virheitä. Varsinaisessa käytössä mittausväliaineen suolapitoisuus on analysoitava tarkan mittauksen ja oikean kompensoinnin varmistamiseksi.
4. Näytteen virtausnopeus Hapen diffuusio kalvon läpi on hitaampaa kuin näytteen läpi, joten on tarpeen varmistaa, että elektrodikalvo on täysin kosketuksessa liuokseen. Läpivirtausilmaisumenetelmässä liuoksessa oleva happi diffundoituu virtauskennoon aiheuttaen hapen menetystä liuoksessa lähellä kalvoa, mikä johtaa diffuusiohäiriöön ja vaikuttaa mittaukseen. Tarkan mittaamisen vuoksi kalvon läpi virtaavan liuoksen virtausnopeutta tulee suurentaa diffuusion aiheuttaman hapen menetyksen kompensoimiseksi, ja näytteen minimivirtausnopeus on 0,3 m/s.
