DE1964394A1 - Sauerstoffmessgeraet fuer Meerwasser - Google Patents

Description

• Sauerstoffmeßgerät für Meerwasser .
• Bekannt ist es (vgl.l) , daß man Sauerstoff in Flüssigkeiten messen kann, wenn man eine in konzentrierte Kaliumchloridlösung eintauchende Elektrodenkombination bestehend aus einer Silberkatode und einer Goldanode mit einer sauerstoffdurchlässigen Membran überzieht, das System in die zu messende Flüssigkeit eintaucht und dann das Elektrodensystem mittels einer Vorspannung polarisiert. Bei Anwesenheit von Sauerstoff ist der auftretende Polarisationsstrom der Konzentration des Sa@erstoffs proportional.
• Auf dieser Grundlage sind eine Reihe von Meßgeräten entwickelt worden, die, in der Hand/eines Fachmannes, es gestatten, die Sauerstoffkonzentration in Flüssigkeiten exakt zu bestimmen.
• Nachteilig ist allen derartigen Geräten, daß ihr Aufbau sehr kompliziert und sehr kostspielig ist, sodaß derartige Geräte nur von einem Fachmann bedient werden konnen. Darüber hinaus wird die die Elektroden abschließende Membran sehr schnell von Algen und plankton besetzt, will man z.B. eine dauernde Kontrolle von Meerwasser vornehmen. Fehlmessungen sind dadurch möglich.
• Ein Austausch der Membrane durch einen Laien ist nicht möglich.
• Zur Überwachung des biologischen Gleichgewichts in Meerwasser, z.B. in Meerwasseraquerien ist eine regelmäßige -teilweise dauernde - Messung des Sauerstoffgehalts dringend erforderlich.
• Messangen haben ergeben, daß ein Gehalt von z.B. #5 mg 02/Liter Wasser bei den meisten tropischen Fischarten schwere Krankheiten in Form von @ilzkrankheiten oder Ektoparasiten hervorruft.
• Dieses Sauerstoffdefizit kann verschiedene Ursachen haben.
• Der Sauerstoff kann durch chemische Abbauvorgänge zu schnell verbraucht werden. Es kann aber auch durch Bakterien ein Teil der vorhandenen Schwefelverbindungen int freien Schwefelwasserstoff zerse'zt werden, der bereits in wenigen ppm konzentration für jeds Fisenart tödlich ist. Bei Auftreten eines Sauerstoffdeflzits in Meerwasser ist es also von großer Bedeutung, möglichst gleichzeitig m@ !; einer jauerstoffmessung den Grund für das Sauerstoffdefizit erkennen zu können.
• An eine Sauerstoffmessung in Meerwasser müssen also folgende Sedingun@en gestellt werden: 1) Die Sauerstoffdanzeige muß in Bersich von 5mg/1 - lomg/1 0@ linear sein und auf einem Meßinstrument einen möglichst großen Teli der Skals einnehmen 2) im Sereich von o-5 mg/1 02 ist keine Linearität der Anzeige ertoraerllen 3) die Sauerstoffmeßelektrode darf auch bei dauernder Benutzung n ihrer Funktionsweise nicht durch Algen oder Planktonablagerungen beeinträchtigt werden 4) Das Gerät muß von jedem technischen Laien fehlerfrei bedient werden können 5) das Gerbt soll gleichzeitig eine Aussage über die Tatsache geben, ob das ggf. gemessene Sauerstoffdefizit evtl. durch Schefelwasserstoff verursacht worden ist.
• Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man alle oben ange führten Forderungen in einfacher Weise erfüllen kann" wenn man die in Abb. l. verwendete Anordnung wählt.
• In einem Kunststoffgehäuse (lo) bfincjet sich isoliert die Elektrodenenordnung bestehend aus einer 10 mm langen Goldelektronde (9) und einer le m@ langen Silberelektrode (8) , die einen Durchmesser von ca. 1 mm besitzen und im Abstand von 5 mm zueinander angeordnet sind. Das zu messende Wasser fließt so an den Elektroden vorbei, daß Algen etc sich nicht festsetzen können und Teile die sich doch festgesetzt haen sellten, in kurzer Zeit durch den Wasserstrom wieder entfernt werden.
• Diese Elektroden sind mit dem eigentlichen Meßgerüt verbunden.
• Eine Batterie von 1,5 Volt Spannung (1) speist über einen Schalter (2) ein Potentiometer (3). dessen Siderstand @lein gegen den Widerstand der Elektroden (8) und (9) ist.
• Werden die Elektroden (8) und (9) nicht mit den Buxen (7) verbunden, liegt der Widerstand (6) in Reihe mit dem Mikroamperemeter und man kann einen bestimmten Ausschlag am Instrument einstellen.
• Dieser Ausschlag entspricht einer bestimmten EMK an den Buxen (7), Durch geeignete Wahl von A@zeigeinstrument und Widerstand (6) wird erreicht, daß bei Einstellung eines Wertes von 160 µ A auf dem Instrument an den Buxen eine @MK von 1,3 Volt anliegt.
• Diese Einstellung wird in Abb 2 als "EICHEN" bezeichnet.
• Verbindet man nun die Ruxen (7) mit den Elektroden dergestallt, daß der positive Pol der Batterie an die Silberelektrode angeschlossen wird, dann steLlt sich bei abwesenheit von Sauerstoff infolge der @arallelschaltung des Elektrodenwiderstandes und des Widerstandes (6) der Ausschlag des Instruments bei 200 µ A (Abb 2) ein. Diesen Wert markiert man auf der Skala mit"o " .
• lst jedoch im Wasser Sauersteff vorhanden, dann fließt ein Strom, der jedoch aufgrand der Elektrodenlänge, Elektrodenabstand, des Verhältnis der Widerstände : Elektrode : Widerstand (6) bis zu einem Wert von 5 mg 02/1 nicht linear ansteigt und bei 5 mg 02/1 einen Ausschlag von 2@5 µ A auf dem fnstrument ergibt (Abb 2). Bei Werten über 5 mg 0/1 wird der Wtdersteud rasch erheblich kleiner als der widerstand (6) sedst ven Üos@ Augenblick an eine linenre Anzeige @ls Funktion des vor au@@ue@ @@@e@stofis gegeben ist.
• Bei Verwendung der oben beschriebenen Anordnung hat man also erreicht, daß auf ein und derselben Skala ohne Umschaltung eine Eichung des Geräts und eine Sauerstoffmessung vorgenomrien werden kann, wobei für den biologisch@" gefährlichen" Bereich die Anzeige nicht linear, im eigentlichen "Meßbereich" jedoch linear ist.

Claims (1)

1. Die oben beschriebene Anordnung ist aber auch in der T,age, die in Punkt 5) der Beschreibung erwihnte Forderung gleichzeitig auf folgende Weise zu erfüllen: Bildet sich in einem Becken Schwefelwasserstoff, dann wird auch die Silberelektrode von einer schwarzen bis grünen Sulfidhaut überzogen. Folge: Die Anzeige hellt zurück und es wird Sauerstoffdefizit angezeigt. Bei Herausnebnen der Elektrode kann an der SarO der Silberelektrode sofort das Vorhandensein von H S festgestellt werden. Aus der Zeit, die eine gereinigte Ag -Elektrode braucht, bis sie sich wieder erneut mit Sulfid ü@erzogen hat, kann auf die Gefährlichkeit der H2S Dosis im Wasser geschlossen werden, Ansprdche: 1) Gerät zur Messung von Sauerstoff und Anzeige von Schwefelwasserstoff in Meerwasser, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Gold -und eine Silberelektrode frei in die zu untersuchende FlUssigkeit dauernd eintauchen und von der zu untersuchenden Flüssigkeit dauernd umspült werden und daß diese Elektroden eine Mindestlänge von lo mm haben und einen Abstand von 5 mm und daß diese Elektroden mit den Buxen eines Meßgerätes verbunden werdentdie von einem Widerstand von solcher Größe überbrückt sind, daß der für eine Sauerstoffmessung einzustellende Eichwert in den linken Teil der Skala des Meßinstruments, der "0" Wert in die Mitte fällt und daß durch diese Anordnung der Anzeigebereich von o-5 mg °2 nicht linear, alle Werte darüber jedoch linear angezeigt werden, und daß diese Anzeige ohne Umschaltung auf dem rechten Teil der Skala erfolgt.