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Sensori amperometrici coperti da membrana

Cloro combinato

Quando si parla di disinfezione, la maggior parte delle persone pensa immediatamente al cloro. Tuttavia, spesso si dimentica che il cloro si presenta in forme diverse, come il cloro libero e il cloro combinato.

Il cloro combinato è la causa del cattivo sapore e dell'odore dell'aria, ma ha ben poco a che fare con la disinfezione e la nostra protezione. I sensori a membrana possono rilevare anche questo tipo di cloro.

Come sempre nella vita, è molto utile misurare online e con precisione tutti i parametri di un processo. Troppo poco disinfettante può mettere a rischio la salute o, nell'industria, la produzione. Anche una quantità eccessiva di disinfettante può mettere a rischio le persone, ma le perdite finanziarie dovute al sovradosaggio sono molto più comuni. I sistemi affidabili con sensori amperometrici a membrana sono riconosciuti dalle autorità tedesche per le piscine pubbliche e sono ampiamente utilizzati in tutto il mondo.

Efficacia

Anche il cloro libero si presenta in forme diverse, anche contemporaneamente. La composizione dipende dal valore del pH dell'acqua. Le membrane e gli elettroliti consentono la misurazione in diversi valori di pH, eventualmente anche in valori di pH variabili. In combinazione con un controllore come il DCW 400ip, i sensori amperometrici coperti da membrana possono anche fornire un'indicazione dell'efficacia del cloro libero nelle condizioni attuali.

Molti disinfettanti, molte varianti

I sottogruppi di cloro sono già stati descritti. Tuttavia, questa è solo una prima impressione della possibile variabilità dei sensori amperometrici a membrana. Il cloro libero può anche essere legato all'acido isocianurico, che interferisce con la misurazione senza membrana. Per alcuni processi è necessaria anche l'assenza di disinfettanti. In alcuni sistemi, le membrane sensibili dei filtri devono essere protette. Ma il mondo dei disinfettanti non si esaurisce con il cloro.

È possibile misurare:

- cloro

- bromo

- biossido di cloro

- ozono

- clorito

- perossido di idrogeno

- Acido peracetico

Utilizzo senza controllore

I sensori amperometrici a membrana sono dotati anche di un sensore di temperatura interno che registra la temperatura attuale del liquido. Ciò significa che questi sensori possono essere utilizzati ovunque nel mondo senza uno speciale controllore, anche in combinazione con sistemi solari.

È possibile trasmettere all'ambiente i seguenti segnali:

- 0 ... -2000mV,

- 4 ... 20mA,

- ModBus RTU

Manutenzione semplice

Se i sensori amperometrici a membrana sono utilizzati correttamente, la loro durata è infinita. È necessario sostituire regolarmente solo l'elettrolita e il cappuccio della membrana.

Sistemi a 2 elettrodi

Un ugello del raccordo flow-through con un diametro di 6 mm a una distanza di circa 15 millimetri dirige un getto costante di liquido (simboleggiato da una freccia blu nell'immagine a sinistra) con il disinfettante in direzione verticale sulla membrana (1).

La membrana lascia passare principalmente le molecole del disinfettante. Queste molecole percorrono un percorso nel liquido elettrolitico (2) fino all'elettrodo di lavoro ( 3). L'elettrodo di lavoro (3 ) è costituito da un metallo prezioso (oro o platino) in modo da non corrodersi ed è sottoposto a una tensione elettrica molto bassa ma precisa. Il disinfettante emette quindi elettroni sulla superficie dell'elettrodo di lavoro. Questi elettroni fluiscono verso l'elettrodo di riferimento (4) e formano una piccolissima corrente elettrica di lavoro. Questa corrente elettrica di lavoro viene misurata ed elaborata con la temperatura per formare un segnale elettrico (6). Questo segnale può essere un segnale di tensione standard da 0 a -2000 millivolt o un segnale di corrente standard da 4 a 20 milliampere o un segnale bus standard "ModBus RTU".

L'elettrodo di riferimento (4) è dotato di un sottilissimo rivestimento di sale d'argento. Insieme, questo rivestimento e l'elettrolita formano un punto zero di tensione molto preciso. Solo questo preciso punto zero consente di impostare l'esatta tensione elettrica per la superficie dell'elettrodo di lavoro.

Oltre al collegamento del segnale (6), è necessario un alimentatore (7), a seconda del tipo di segnale in uscita.

Sistema a 3 elettrodi

Un ugello del raccordo flow-through con un diametro di 6 mm a una distanza di circa 15 millimetri dirige un getto costante di liquido (simboleggiato da una freccia blu nell'immagine a sinistra) con il disinfettante in direzione verticale sulla membrana (1).

La membrana lascia passare principalmente le molecole del disinfettante. Queste molecole percorrono un percorso nel liquido elettrolitico (2) fino all'elettrodo di lavoro ( 3). L'elettrodo di lavoro (3 ) è costituito da un metallo prezioso (oro o platino) in modo che non si corroda. L'elettrodo di lavoro (3 ) è sottoposto a una tensione elettrica molto bassa ma precisa. Il disinfettante emette quindi elettroni sulla superficie dell'elettrodo di lavoro. Questi elettroni fluiscono nel sistema a 3 elettrodi verso il controelettrodo (5) e formano una piccolissima corrente elettrica di lavoro. Il controelettrodo (5) è riconoscibile come un anello di acciaio inossidabile. Questo metodo mantiene l'elettrodo di riferimento (4) privo di corrente. La corrente elettrica di lavoro viene misurata ed elaborata con la temperatura per formare un segnale elettrico (6) . Questo segnale può essere un segnale di tensione standard da 0 a -2000 millivolt o un segnale di corrente standard da 4 a 20 milliampere o un segnale bus standard "ModBus RTU".

L'elettrodo di riferimento (4) è dotato di un sottilissimo rivestimento di sale d'argento. Insieme, questo rivestimento e l'elettrolita formano un punto zero di tensione molto preciso. Solo questo preciso punto zero consente di impostare l'esatta tensione elettrica per la superficie dell'elettrodo di lavoro.

Oltre al collegamento del segnale (6), è necessario un alimentatore (7), a seconda del tipo di segnale in uscita.

Sensori amperometrici senza membrana

La membrana consente principalmente il passaggio delle molecole del disinfettante desiderato. Questa possibilità di selezione non è possibile senza una membrana. Senza membrana, inoltre, l'elettrolita non è in grado di svolgere parte della sua funzione di tamponamento del valore di pH o di ulteriore selezione tra i singoli disinfettanti. L'importante elettrodo di lavoro è inoltre esposto alla contaminazione dell'acqua, che può richiedere dispositivi di pulizia o l'uso di circuiti elettrici.

I sensori senza membrana sono meno sensibili alla pressione. I sensori DOSASens di tipo AS non richiedono un'elettronica appositamente adattata nel trasmettitore di segnale.

Sensori di rame-platino

I vantaggi della membrana e dell'elettrolita non sono offerti dal sensore di rame-platino. Non ha né l'uno né l'altro. Per misurare un disinfettante, il principio "amperometrico" richiede una tensione elettrica molto precisa tra l'elettrodo di riferimento e l'elettrodo di lavoro. Nel sensore a membrana, questa tensione viene fornita direttamente dall'elettronica e impostata in modo molto preciso.

Nel sensore rame-platino, viene utilizzata la differenza di tensione naturale tra i metalli rame e platino. La tensione naturale dipende anche dalle dimensioni delle superfici, dalla velocità dell'acqua e dallo stato di ossidazione. La superficie del rame viene solitamente bombardata con piccole perle di vetro per mantenerla libera dall'ossido.

L'insieme di questi fattori determina una tensione che non può essere attribuita al disinfettante. Le correnti elettriche che scorrono tra rame e platino sono quindi molto piccole e richiedono un'elaborazione complessa. Il sensore rame-platino non può essere utilizzato senza uno speciale trasmettitore.

Misurazione con fotometro DPD

Per questo metodo è nota la misurazione manuale con un fotometro o il confronto visivo dei colori. Tuttavia, sono disponibili anche misurazioni in continuo. Questo metodo non consente di differenziare i disinfettanti, poiché viene misurato o confrontato sempre lo stesso colore. La manipolazione manuale porta a grandi errori individuali. Il risultato può essere influenzato dalla persona che effettua la misurazione. Tuttavia, il metodo viene utilizzato come confronto necessario per "calibrare" i trasmettitori.

La misurazione DPD è una procedura brevettata che sfrutta l'effetto del disinfettante su un colorante. Il colorante si chiama dipropil-p-fenilendiammina. Per adattare il metodo DPD al disinfettante presunto si utilizzano fattori di conversione e sostanze aggiuntive.

La strada per il sensore giusto...

Variabile misurata

Quale disinfettante deve essere misurato?

Di solito non basta guardare il contenitore sotto la pompa dosatrice per trovare la risposta. Occorre innanzitutto conoscere il processo. Questo perché non sempre si presume che il disinfettante sia presente nell'acqua precedentemente dosata.

Esempio 1: cloro libero dosato nell'acqua dei fertilizzanti agricoli - non sarà possibile misurare il cloro libero. Questo perché i componenti organici, come l'ammonio, hanno convertito il cloro libero in cloro combinato. Selezionare Cloro totale dal sottogruppo.

Esempio 2: se il cloro libero viene aggiunto all'acqua di mare con un contenuto normale di bromuro, il cloro libero sposta il bromo dai composti. Selezionare la variabile misurata bromo.

Esempio 3: L'ozono è un agente ossidante più forte del cloro libero. Pertanto, avrà lo stesso effetto del cloro libero nell'acqua di mare. Selezionare la variabile misurata bromo. Occorre inoltre tenere presente che il metodo DPD può fornire risultati (errati) per l'acqua di mare.

Naturalmente, siamo sempre lieti di aiutarvi a scegliere il sensore giusto!

Legionella

In ogni tubo vive un biofilm, che a sua volta ospita i batteri della legionella. Le legionelle sono batteri molto resistenti, delle dimensioni di circa 1µm, che si moltiplicano particolarmente bene nell'acqua calda. Vivono nelle amebe leggermente più grandi e si riproducono anche lì. Questi batteri si trasmettono all'uomo tramite aerosol e sono particolarmente pericolosi per le persone anziane o con un sistema immunitario debole.

Se l'acqua si disperde nell'aria sotto forma di aerosol, i batteri della legionella entrano nel corpo umano attraverso le vie respiratorie e scatenano la "malattia dei legionari". La malattia dei legionari è nota dal 1976. In occasione di una riunione di veterani a Philadelphia, 221 persone si ammalarono e 34 morirono. Da qui il nome "Legionellosi". Dopo questo evento, sono state condotte ricerche intensive e si è scoperto che la legionella era l'agente causale della malattia.

Secondo la norma tedesca (Ordinanza sull'acqua potabile §14, paragrafo 3), il numero di batteri della legionella nei sistemi di approvvigionamento deve essere monitorato. Se il valore limite di 100 UFC per 100 ml viene superato, ogni operatore è obbligato ad adottare misure tecniche.