Différence entre les capteurs optiques DO et les capteurs électrochimiques DO

Capteurs optiques DO

Les capteurs optiques d'oxygène dissous mesurent la manière dont l'oxygène et les colorants luminescents interagissent en présence de lumière bleue. La lumière excite les colorants, les faisant émettre de la lumière. Cependant, les molécules d'oxygène interagissent avec les colorants lorsque le DO est présent, ce qui modifie ou limite les longueurs d'onde de la lumière émise.

Il existe une relation inverse entre l’effet mesuré de cette manière et la pression partielle d’oxygène dissous. Plus précisément, exprimée par l'équation de Stern-Volmer, la concentration de DO, mesurée par sa pression partielle, est inversement proportionnelle à la durée de vie de la luminescence.

Quatre éléments comprennent un capteur optique d'oxygène dissous : une diode électroluminescente (DEL) bleue, un élément de détection, une membrane semi-perméable et un photodétecteur. Le colorant luminescent est généralement maintenu immobile dans du xérogel, du sol-gel ou une autre matrice dans l'élément de détection. Certains Capteurs disposent également d'une LED rouge afin de pouvoir garantir la précision avec une référence de lumière rouge que le colorant ne fera que refléter.

La quantité d’oxygène dissous présente dans l’échantillon contrôle la durée de vie et l’intensité de la luminescence du colorant lorsque la lumière bleue est présente. L’oxygène interagit avec le colorant lorsqu’il pénètre dans la membrane, limitant ainsi la durée de vie et l’intensité de la luminescence du colorant. Le photodétecteur mesure ensuite la durée de vie ou l'intensité de la luminescence renvoyée, qui à son tour est utilisée pour déterminer la concentration d'oxygène dissous.

L’utilisation de capteurs optiques DO présente à la fois des avantages et des inconvénients. D'une part, les capteurs optiques d'oxygène dissous offrent souvent plus de précision que les capteurs électrochimiques, en particulier à de très faibles concentrations. Les capteurs optiques DO ne sont pas non plus affectés par les gaz qui peuvent traverser la membrane d'un capteur électrochimique DO.

De plus, en raison de leurs exigences de maintenance minimes, les capteurs optiques d’oxygène dissous sont parfaits pour les programmes de surveillance à long terme. Ils présentent peu de dérive d’étalonnage, conservant un étalonnage pendant plusieurs mois. Ils peuvent également prendre des mesures sans aucune agitation ni temps de préchauffage. Le remplacement de la membrane du capteur est également moins fréquent dans les capteurs optiques.

D’un autre côté, le fonctionnement des capteurs optiques d’oxygène dissous nécessite plus d’énergie, et ils nécessitent généralement une période de deux à quatre fois plus longue pour vous fournir des résultats que leurs cousins ​​électrochimiques. La température a également un impact significatif sur ces capteurs, car la durée de vie et l’intensité de la luminescence en dépendent. Cependant, la plupart des capteurs optiques DO utilisent une thermistance qui ajuste automatiquement la température et corrige les données.

L’essentiel : pour un projet de surveillance à long terme avec une source d’alimentation fiable, en particulier dans les zones reculées difficiles à entretenir, un capteur optique d’oxygène dissous est souvent la meilleure solution.

Capteurs électrochimiques d'OD

Les capteurs électrochimiques d'oxygène dissous sont disponibles en deux variétés de base : polarographiques et galvaniques. Les deux variétés comprennent une solution électrolytique contenant une cathode et une anode, soit deux électrodes polarisées. Une fine membrane semi-perméable sépare la solution contenant les électrodes et l'échantillon.

En fonction de la pression de l'oxygène dans l'eau, l'oxygène dissous traverse la membrane à une vitesse proportionnelle. Lorsqu’il atteint la cathode, l’oxygène est alors consommé, créant un courant électrique directement lié à la concentration d’oxygène. Enfin, le courant atteint l’anode, à un rythme proportionnel à la pression partielle d’oxygène de l’échantillon.

Les capteurs électrochimiques peuvent être délicats dans l'eau calme ou en laboratoire, où Capteurs DO doit être agité dans la solution pour éviter des mesures artificiellement basses de DO dans des scénarios sans débit. Pour éviter ce problème, remuez simplement les capteurs électrochimiques de DO dans l'échantillon jusqu'à ce que les niveaux de DO cessent d'augmenter.

Capteurs polarographiques DO

Les capteurs polarographiques d'oxygène dissous peuvent être des capteurs à impulsions rapides ou à régime permanent. Un capteur d'oxygène dissous polarographique à impulsion rapide fonctionne de la même manière qu'un capteur d'oxygène dissous polarographique en régime permanent, et les deux ont les mêmes électrodes et processus. Cependant, un capteur d'oxygène dissous polarographique à impulsion rapide s'allume et s'éteint toutes les quelques secondes, réduisant ainsi la dépendance au débit et éliminant le besoin d'agiter l'échantillon.

Les deux types de capteur polarographique DO sont constitués d'une cathode constituée d'un métal de la catégorie « noble » comme le platine ou l'or, et d'une anode en argent, toutes deux dans une solution de chlorure de potassium. En dehors de cela, ils fonctionnent de la même manière que les autres capteurs électrochimiques.

Les capteurs polarographiques DO présentent à la fois des avantages et des inconvénients. Leurs avantages sont d’être très rentables et d’offrir un temps de réponse rapide une fois qu’ils sont en action. En termes d'inconvénients, ce type de capteur nécessite un certain temps de préchauffage avant de pouvoir donner une lecture, généralement de cinq à 60 minutes. Ils nécessitent également un entretien fréquent, d’autant plus que le revêtement de l’anode peut s’oxyder, dégradant ses performances.

En fin de compte : pour les projets avec un budget restreint qui nécessitent un temps de réponse où un temps de préchauffage est disponible, c'est le meilleur type de capteur.