Системы для измерения растворённого CO₂ (DCO2)
Системы для измерения растворённого CO₂ (DCO2) предназначены для определения парциального давления CO₂, растворённого в воде, при атмосферном давлении. Такие системы включают в себя DCO2-образец с необходимыми аксессуарами, инфракрасный CO₂-анализатор с встроенным газовым насосом, интерфейс для сбора данных и программное обеспечение.
Принцип работы
DCO2-образец:
- Основной компонент – устройство с покрытием из мембраны PTFE (политетрафторэтилен), которое можно погружать в воду (до 2 футов).
- CO₂, растворённый в воде, диффундирует через PTFE-мембрану в образец и транспортируется по замкнутой газовой системе фиксированного объёма к анализатору для обнаружения.
Альтернативная (быстрая) система:
- В системе Rapid Response DCO2 вода циркулируется через силиконовые трубки, а газ проходит по их противоположной стороне.
- CO₂ диффундирует через стенки трубок из воды в газовую среду, которая затем направляется к CO₂ сенсору.
Особенности:
- Мембрана PTFE пропускает газы, но не воду при атмосферном давлении.
- Измерения проводятся по принципу инфракрасного газового анализа и не зависят от pH, что делает систему нечувствительной к карбонатам.
Конфигурации и время отклика
Стандартная система:
- Время отклика составляет 4–10 минут, поскольку процесс зависит от диффузии CO₂ через PTFE-мембрану.
- Эффективность измерений сильно зависит от скорости прохождения жидкости (необходима хорошая перемешиваемость).
Система Rapid Response:
- С использованием поточного дизайна время отклика сокращается до 2–4 минут.
Диапазоны измерений:
- Системы могут быть настроены на различные диапазоны концентраций CO₂ (от ppm до 100% в газовой фазе) в зависимости от применения.
Применение
Экологический мониторинг:
- Измерение растворённого CO₂ в пресной и морской воде.
Океанография и исследования кислотности океана:
- Изучение процессов, влияющих на кислотность воды и связанные с этим биологические эффекты.
Ферментационные процессы:
- Контроль обмена CO₂ в биореакторах, например, при культивировании водорослей.
Аквакультура и управление сточными водами:
- Мониторинг растворённого CO₂ в системах аквакультуры и очистных сооружениях.
Промышленное и пищевое производство:
- Анализ газовых процессов в пищевой и напитковой промышленности.
Комплексный мониторинг:
- Системы могут быть дополнены дополнительными датчиками, такими как pH, солёность, растворённый O₂, для получения комплексной информации о состоянии среды.
Состав стандартной и быстродействующей систем
Стандартная система DCO2 включает:
- CO₂-анализатор с встроенным насосом:
- S157-P (для диапазона 0–2000 ppm) или S158-P (для диапазона 0–10%), с возможностью настройки пользовательских диапазонов.
- DCO2-образец с аксессуарами (S350):
- Трубки, Nafion RH-уравнитель, PTFE-фильтр, соединители, PTFE-рукав.
- Калибровочные аксессуары:
- Два диффузора для настройки водяных калибровочных ванн.
- Расходомер (F100):
- Для установки газового потока через систему.
- Интерфейс для сбора данных:
- LabQuest Mini (C610).
- Программное обеспечение:
- Logger Pro (C901) и пользовательские файлы настроек (C404).
- Датчик температуры:
- S132.
- Аксессуарный комплект для DCO2 системы:
- Трубки, соединители, фильтры PTFE, Nafion RH-уравнитель.
Система Rapid Response DCO2 включает:
- CO₂-анализатор с встроенным насосом:
- Как в стандартной системе (S157-P или S158-P).
- Rapid DCO2 Sampling System (S400).
- Жидкостный насос:
- PL175 (1 л/мин).
- Два диффузора для калибровки водяных ванн.
- Расходомер (F100).
- Интерфейс и ПО:
- LabQuest Mini (C610), Logger Pro (C901), файлы настроек (C404).
- Датчик температуры:
- S132.
- Аксессуарный комплект для DCO2 системы:
- Трубки, соединители, PTFE-фильтры, Nafion RH-уравнитель.
Системы для измерения растворённого CO₂ обеспечивают надёжное определение парциального давления CO₂ в воде, что делает их незаменимыми для широкого спектра исследований – от океанографии и аквакультуры до контроля промышленных процессов и исследований кислотности воды.