Kyslíkové senzory PyroScience O2

ZAVEDENÍ

 

PyroScience nabízí řadu vláknových a bezkontaktních kyslíkových senzorů. Na konecview viz naši domovskou stránku www.pyroscience.com 
Tyto senzory lze odečítat pomocí různých optických měřičů od společnosti PyroScience, včetně

• vícekanálový počítač FireSting-O2 (FSO2-Cx (firmware 4 zařízení) s Pyro Workbench a FSO2-x (firmware 3 zařízení) se softwarem Pyro Oxygen Logger)
  jednokanálový PICO2 (se softwarem Pyro Oxygen Logger)
• víceanalytický a vícekanálový PC ovládaný FireSting-PRO (s Pyro Workbench)
• (jednokanálový) kapesní měřič FireSting-GO2 pro samostatný provoz (se softwarem FireSting-GO2 Manager pro správu dat nebo laboratorní aplikace).
• podvodní loggery a vysílače AquapHOx (s Pyro Workbench) pro optické senzory pH, O2 a teploty s podvodním konektorem (volba -SUB).

Všechny verze softwaru jsou k dispozici zdarma ke stažení z PyroScience weba musí být nainstalován na PC/notebooku se systémem Windows před prvním připojením příslušného kyslíkoměru. Podrobnosti o čtecích zařízeních, jejich softwaru a uživatelském rozhraní naleznete v příslušných příručkách a pokynech pro manipulaci.
Tato příručka má poskytnout všechny potřebné informace o standardní aplikaci optických kyslíkových senzorů od společnosti PyroScience.
Pro více informací o pokročilých aplikacích nás prosím kontaktujte na  info@pyroscience.com
Váš PyroScience Team

RYCHLÝ START

1. Krok 1: Pro ovládání PC si stáhněte příslušný software z naší domovské stránky. Software lze nalézt na kartách stahování příslušného čtecího zařízení. Stáhněte, rozbalte a spusťte instalační program a postupujte podle pokynů.
2. Krok 2: Pro provoz s PC připojte čtecí zařízení PyroScience k počítači/notebooku se systémem Windows pomocí kabelu micro-USB.
3. Krok 3: Opatrně odstraňte ochranné krytky z hrotu senzoru, zástrčky vlákna az optického konektoru (konektorů) na čtecím zařízení.
4. Krok 4: Připojte kyslíkový senzor(y) PyroScience k optickému konektoru(ům) zařízení.
5. Krok 5: Pro automatickou teplotní kompenzaci připojte vhodné teplotní čidlo Pt100 k teplotnímu portu nebo alternativně optické teplotní čidlo k jednomu ze zbývajících kanálových konektorů (pouze vícekanálová zařízení).
6. Krok 6: Připravte vhodné kalibrační standardy kyslíku (viz kapitola 4.2).
7. Krok 7: Spusťte příslušný software PyroScience kliknutím na zástupce na ploše nebo na LCD uživatelském rozhraní FireSting-GO2 (samostatný provoz).
8. Krok 8: Zadejte všechna požadovaná nastavení senzoru, včetně kódu senzoru, délky vlákna (m) (typ senzoru: S, W, T, P, X, U, H), média a jednotky kyslíku pro každý senzor a také kompenzaci parametrů prostředí (teplota, tlak, slanost, pokud je to uvedeno/použitelné).
9. Krok 9: Proveďte 1- nebo 2-bodovou kalibraci snímače.
10. Krok 10: Spusťte měření a aktivujte záznam dat.

NASTAVENÍ SENZORU

Každý optický senzor kyslíku je dodáván s individuálním kódem senzoru, který obsahuje důležité informace pro optimální nastavení senzoru a pro kalibraci. První písmeno kódu senzoru definuje typ senzoru. Proto je důležité zadat kód senzoru připojeného senzoru do nastavení senzoru příslušného softwaru. U vícekanálových zařízení musí číslo záložky kanálu odpovídat číslu kanálu na čtecím zařízení PyroScience.
Důležité: Zadejte správný kód senzoru pro senzory připojené ke kanálu na čtecím zařízení PyroScience. Kód senzoru naleznete na štítku připevněném ke kabelu (vláknové senzory) nebo na sáčku bezkontaktních senzorů (viz např.ample níže).

U bezkontaktních senzorů (bodové body, průtokové články, dýchací lahvičky, nanosondy; typ senzoru: S, W, T, P) a pro robustní sondy (typ senzoru: X, U, H) je třeba dodatečně zadat délku vlákna (m) připojeného optického vlákna (např. SPFIB-BARE) nebo připojené robustní sondy (např. OXROB10 (pro automatickou kompenzaci pozadí).
Režim měření lze postupně nastavit mezi nízkým driftem a nízkým šumem signálu snímače pohybem šipky pomocí myši po stupnici. Obvykle je výchozím režimem přechodný režim.

Podmínky v sample
Při zadávání nastavení senzoru se zobrazí Podmínky v Sample během měření musí být stanovena. Je třeba vzít v úvahu tři důležité parametry, které lze automaticky kompenzovat:

• Teplota
• Atmosférický tlak
• Slanost

 Teplota

K dispozici je několik možností teplotní kompenzace optických kyslíkových senzorů:

• Externí teplotní senzor (Pt100, teplotní port)
• Pevná teplota (musí být zadána, udržována konstantní a kontrolovaná!)
• Optický snímač teploty připojený k optickému kanálu (jeho číslo kanálu musí být vybráno) vícekanálového čtecího zařízení (ne pro FSGO2, PICO2)
• Pokud je vybrán externí teplotní senzor nebo optický teplotní kanál, aktivuje se automatická kompenzace teplotních změn na příslušných hodnotách lambda sondy. Teplota kompenzace se zobrazí na panelu odpovídajícího kanálu hlavního okna.
• Poznámka: Pokud byl vybrán externí nebo optický snímač teploty, musí být snímač upevněn v sample/kalibrační standard, ve kterém se bude provádět měření kyslíku/kalibrace.
• Důležité: Pro přesná měření absolutního kyslíku a kalibraci optického teplotního senzoru pomocí externího teplotního senzoru prosím ručně určete, zda má externí (Pt100) teplota odchylku. V případě offsetu je třeba nejprve zkalibrovat teplotní senzory Pt100 (viz Příloha 8.6) před kalibrací optického senzoru.
• Pokud byla zvolena pevná teplota, teplota v sample/kalibrační standard se musí měřit, upravovat a udržovat konstantní (nutno kontrolovat)! Zajistěte konstantní a definované podmínky!

Atmosférický tlak
Dalším parametrem, který je nutné definovat v nastavení, je atmosférický tlak (podrobnosti viz kapitola 8.1). Atmosférický tlak lze kompenzovat:

• Internal Pressure Sensor pro automatickou kompenzaci změn tlaku, způsobených např. změnami počasí. Možné u všech zařízení na bázi FireSting, pokud kyslíkový senzor a zařízení zažívají stejné tlakové podmínky, popř
• zadáním pevného tlaku (mbar): pro aplikace s PICO2 a pro nastavení s různými tlakovými podmínkami, kterým čelí lambda sonda a zařízení na bázi FireSting. Skutečný tlak v poloze snímače je třeba určit např. barometrem a upravit ručně (výchozí: 1013 mbar).
• U starších verzí softwaru je také možné zadat nadmořskou výšku (m) nad mořem. Všimněte si, že tato možnost bere v úvahu pouze změnu tlaku závislou na nadmořské výšce, ale ne změny způsobené skutečnými povětrnostními podmínkami. Stanovení skutečného atmosférického tlaku barometrem tak poskytuje přesnější výsledky (více informací v příslušném návodu k odečítacímu zařízení).

Slanost
Salinita (g/L) životního prostředíample (na základě slanosti mořské vody) je relevantní pouze tehdy, byla-li zvolena koncentrační jednotka pro měření rozpuštěného kyslíku DO (např. mg/L nebo µmol/L). SampJe třeba změřit a zadat slanost, např. v případě slané vody/mořské vody. Pro měření v plynech samples tato hodnota nemá žádný význam (a není aktivní).

KALIBRACE SNÍMAČE

Ujistěte se, že byl v nastavení zadán správný kód snímače (viz kapitola 3) a připravte příslušné kalibrační standardy (viz kapitola 4.2). Kalibrace bezkontaktních snímačů viz také kapitola 4.4.
Kalibraci senzoru kyslíku lze provést dvěma různými způsoby:

• 1bodová kalibrace (vyžadováno): horní kalibrace při okolním kyslíku (standardní) NEBO ve speciálních aplikacích 0% kalibrace (pouze pro měření výhradně při velmi nízkém O2, např. s kyslíkovými senzory se stopovým rozsahem; možné pouze u zařízení provozovaných s Pyro Workbench)
• 2-bodová kalibrace (volitelné): horní A 0% kalibrace; doporučeno pro měření od nasycení vzduchu/21 % do nízkého O2 a pro měření přesnosti
  Poznámka: Důrazně se doporučuje provést manuální kalibraci za podmínek blízkých okolním podmínkám během měření. Zajistěte konstantní podmínky během kalibrace!
• Měření plynů: senzor je třeba kalibrovat (kontrolovat teplotu) v okolním vzduchu (horní kalibrace) a v některých případech také v dusíku N2 (0% kalibrace)
• Měření ve vodě/vodě samples: senzor je třeba kalibrovat (kontrolovat teplotu) ve vodě nasycené vzduchem (horní kalibrace) a v některých případech také v odkysličené vodě (kalibrace o %)
• Poznámka: Ve většině případů je horní kalibrační bod definován jako vzduchový kalibrační bod, kterým může být okolní vzduch, vzduchem nasycená voda nebo vzduch nasycený vodní párou (se 100% RH).
• V závislosti na aplikaci (pouze pro pokročilé uživatele) může být horní kalibrační bod také uživatelsky definován pomocí vlastní kalibrace.

Důležité parametry
Všechny vzduchové kalibrační standardy popsané dále se spoléhají na prakticky konstantní obsah kyslíku v zemské atmosféře přibližně 20.95 % O2 v suchém vzduchu. Mírné odchylky se mohou vyskytnout v uzavřených místnostech obývaných mnoha lidmi (nebo např. svíčkami, spalovacími motory), kteří spotřebovávají kyslík. V případě pochybností zajistěte dobré větrání místnosti čerstvým vzduchem, např. otevřením okna na několik minut.

VLHKOST

• Relativní vlhkost vzduchu způsobuje odchylky od ideální hodnoty 20.95 % O2. Jednoduše řečeno, vodní pára ve vlhkém vzduchu nahrazuje část kyslíku, což vede ke snížení hladiny kyslíku např. o 20.7 % O2. Pro teploty kolem a pod 20 °C tento efekt způsobuje naštěstí pouze maximální odchylku asi 0.5 % O2. Při vyšších teplotách 30°C nebo dokonce 40-50°C má však vlhkost vzduchu významný vliv na aktuální hladinu kyslíku. Napřample, okolní vzduch při tělesné teplotě (37°C) se 100% relativní vlhkostí obsahuje pouze 19.6 % O2 ve srovnání se suchým vzduchem s 20.95 % O2.
• Při kalibraci kyslíkových senzorů existují dvě možnosti, jak vzít v úvahu vlhkost:
• Při kalibraci musí být stanovena relativní vlhkost a teplota okolního vzduchu. Příslušný software pak automaticky vypočítá skutečnou hladinu kyslíku za těchto podmínek
• Kalibrační standard se připravuje v uzavřené nádobě buď naplněné vodou, nebo částečně naplněné např. vlhkou vatou nebo vlhkou houbou. Tím je zajištěna stálá vlhkost 100% RH a není potřeba vlhkost měřit

ATMOSFÉRICKÝ TLAK
Dalším parametrem ještě důležitějším pro vzduchový kalibrační standard je atmosférický tlak. Základním parametrem měřeným kyslíkovými senzory není parciální objem (tj. „% O2“), ale parciální tlak kyslíku (tj. „mbar“) (viz také příloha 8.1). Hladina kyslíku např. 20.7 % O2 (stanovená, jak je popsáno výše danou vlhkostí a teplotou) je tedy interně převedena příslušným softwarem na parciální tlak kyslíku v podstatě vynásobením relativní hladiny kyslíku atmosférickým tlakem např. 990 mbar:

0.207 x 990 mbar = 205 mbar
poskytující parciální tlak kyslíku např. 205 mbar. Toto je základní kalibrační hodnota používaná interně softwarem. Atmosférický tlak lze ovlivnit

• změnami počasí (např. kolísáním mezi cca 990 a 1030 na hladině moře) a
• nadmořskou výškou (např. v nadmořské výšce 1000 m je typický atmosférický tlak asi 900 mbar ve srovnání s 1013 mbar na hladině moře)

TEPLOTA
Přesná teplotní kompenzace hodnot lambda sondy během kalibrace a měření je nutná ze dvou důvodů

• luminiscence indikátorů REDFLASH je závislá na teplotě a
• přeměnu některých kyslíkových jednotek je třeba kompenzovat teplotou

SHRNUTÍ
U vzduchového kalibračního standardu je třeba znát tři důležité parametry:

• Teplota (°C)
• Relativní vlhkost (% RH)
• Atmosférický tlak (mbar)
  U čtecích zařízení na bázi FireSting budou vestavěné snímače vlhkosti a tlaku spolu s externím teplotním snímačem měřit tyto parametry automaticky pro většinu typů kalibrace.
  Pro PICO2 je třeba tyto parametry určit, zadat a udržovat konstantní.

Teplota
Během procesu kalibrace lambda sondy je důležité přesně určit teplotu v horních a 0% kalibračních standardech pomocí jedné z následujících možností:

• Ruční nastavení pevné teploty (je třeba určit a udržovat konstantní)
• Kompenzace teploty s externím (Pt100) teplotním senzorem připojeným k teplotnímu portu čtecího zařízení založeného na FireSting nebo
• Kompenzace teploty s optickým teplotním senzorem připojeným ke kanálu na vícekanálovém zařízení FireSting (jeho příslušné číslo kanálu je třeba zadat na Optical Temp. Channel)

Atmosférický tlak
Pokud jde o měření kyslíku, skutečný atmosférický tlak je důležitým parametrem pro kalibraci a je třeba jej kompenzovat.
Pokud se atmosférický tlak odečítá z interního tlakového senzoru zařízení FireSting, je důležité, aby byly kalibrační standardy vystaveny stejnému atmosférickému tlaku jako zařízení FireSting.

Pro kompenzaci tlaku pomocí čtecího zařízení PICO2,

• skutečný atmosférický tlak v kalibračním standardu je nutné změřit a zadat ručně. Normální podmínky se vztahují k 1013 mbar (výchozí nastavení)
• Lze zadat nadmořskou výšku (m) v metrech nad mořem (viz výše)

Relativní vlhkost

• Při kalibraci kyslíkových senzorů existují dvě možnosti, jak vzít v úvahu vlhkost:
• Relativní vlhkost okolního vzduchu musí být stanovena během kalibrace. Software pak automaticky vypočítá skutečnou hladinu kyslíku za těchto podmínek
• Kalibrační standard se připravuje v uzavřené nádobě buď naplněné vodou, nebo částečně naplněné např. vlhkou vatou nebo vlhkou houbou. Tím je zajištěna stálá vlhkost 100% RH a není potřeba vlhkost měřit
• Pro přesné kalibrace se obecně doporučuje připravit kalibrační standardy se 100% relativní vlhkostí, která eliminuje jakýkoli možný zdroj chyb použitím interního senzoru vlhkosti.

Příprava kalibračních standardů

Měření plynu: horní kalibrace

OKOLNÍ VZDUCH
Suchý kyslíkový senzor, volitelně spolu se suchým externím nebo optickým teplotním senzorem, je jednoduše vystaven okolnímu vzduchu.
Pro přesné kalibrace v okolním vzduchu je důležité, aby měřicí hroty kyslíkového a teplotního senzoru byly zcela suché. Mokré hroty senzoru způsobí nedefinované úrovně vlhkosti kolem hrotů senzoru. A co je ještě horší, odpařování kapek vody by ochlazovalo hroty senzoru, což by způsobilo nedefinované teploty.

VZDUCH NASYCENÝ VODOU-PÁRA
Vlhkou vatu uzavřete do baňky (např. DURAN baňka) s víčkem připraveným s otvory pro kyslíkový senzor a teplotní senzor od PyroScience. Typicky je asi 1/3 až 1/2 objemu baňky naplněna vlhkou vatou, zatímco druhá objemová frakce je ponechána volná pro vložení hrotu kyslíkového a teplotního senzoru.
Po vložení senzorů a ekvilibraci postupujte podle kalibračního postupu daného softwarem.

Měření plynu: 0% kalibrace

DUSÍKOVÝ PLYN
Propláchněte 100% plynný dusík přes skleněnou baňku (např. Duran baňku) s víčkem připraveným s otvory pro vložení lambda sondy a teplotního senzoru. Před provedením kalibrace se ujistěte, že veškerý vzduch byl nahrazen plynným dusíkem. Vložte suchý kyslíkový a teplotní senzor do baňky, nechte jej vyrovnat a proveďte kalibraci.

Důležité: Ujistěte se, že během procesu kalibrace do baňky znovu nevnikne žádný okolní vzduch. Konvekční přeprava plynu je velmi rychlý proces! Proto se doporučuje během celého procesu kalibrace neustále proplachovat baňku plynným dusíkem!
Vezměte prosím na vědomí, že plynný dusík z plynových lahví může být procesem dekomprese výrazně ochlazen. Zajistěte správné určení teploty kalibračního standardu!

Měření ve vodě: horní kalibrace

VZDUCH NASYCENÁ VODA
Pro kalibraci ve vzduchem nasycené vodě je velmi důležité, aby byla voda skutečně 100% nasycena vzduchem. Chcete-li připravit přesný kalibrační standard, postupujte podle jedné ze dvou možností níže:

• Do baňky (např. Duranovy baňky) s víčkem připraveným s otvory pro vložení lambda sondy a teplotního senzoru naplňte přiměřené množství vody. Prouďte vzduch vodou pomocí vzduchového kamene připojeného ke vzduchovému čerpadlu (k dispozici jako komerční zařízení pro akvária s rybami) po dobu asi 10 minut
• Alternativně, pokud není k dispozici vzduchová pumpa, naplňte do baňky vodu a v horní části nechte >50 % vzduchu, uzavřete ji víčkem a baňku silně protřepávejte po dobu asi 1 minuty.
• Krátce otevřete víko pro vyvětrání prostoru nad hlavou čerstvým vzduchem. Znovu uzavřete a baňku protřepávejte ještě 1 minutu
• V obou případech vložte senzor kyslíku a teploty do baňky a ujistěte se, že hroty senzoru jsou ponořeny ve vodě a neobsahují vzduchové bubliny. Poté postupujte podle kalibračních postupů poskytnutých softwarem.
• Poznámka: Proudění vzduchu vodou může způsobit ochlazení vody. Zajistěte správné určení teploty!
• Měření ve vodě: 0% kalibrace

VODA SMĚSNÁ SE SILNÝM REDUKTANTEM

• Do skleněné baňky (např. Duran baňky) s víčkem připraveným s otvory pro vložení lambda sondy a teplotního čidla naplňte přiměřené množství vody.
  Přidejte silné redukční činidlo, jako je dithioničitan sodný (Na2S2O4) nebo siřičitan sodný (Na2SO3) v koncentraci 30 g/l, čímž chemickou reakcí vytvoříte vodu bez kyslíku. Vezměte prosím na vědomí, že 0% kalibrační kapsle jsou k dispozici od PyroScience, poskytující 50 ml 0% kalibračního standardu (č. položky: OXCAL).
• NEPOUŽÍVEJTE k tomu slanou vodu (např. mořskou), ale demineralizovanou vodu. Slaná voda brání správnému rozpuštění redukčního činidla a může vést k falešné 0% kalibraci senzoru.
• Roztok míchejte, dokud se sůl úplně nerozpustí, poté míchání zastavte a nechte roztok asi 15 minut. Ujistěte se, že v uzavřené baňce není žádný prostor nad hlavou a žádné vzduchové bubliny.
• Poté vložte senzor kyslíku a teploty do baňky a ujistěte se, že hroty senzoru jsou zcela ponořeny do vody a bez vzduchových bublin. Nechte ekvilibrovat a proveďte kalibraci.
• Důležité: Neskladujte senzory v tomto roztoku a po kalibraci je pečlivě opláchněte demineralizovanou vodou. Zejména zasouvací jehlové senzory (č. výr. OXRxx a TROXRxx) je nutné velmi důkladně opláchnout, protože krystalizace soli v jehle by je mohla nenávratně poškodit.
• Custom Calibration: horní uživatelská kalibrace
  Místo vzduchu (okolní vzduch, vzduch nasycená voda, vzduch nasycený vodní párou) pro horní kalibrační bod lze provést vlastní kalibraci, pokud jsou použity vlastní kalibrační plyny. Existují dvě aplikace, kde se doporučuje režim vlastní kalibrace:
• pomocí snímačů trasovacího dosahu v rozsahu 0-10 % O2
• měření při vysokých hladinách kyslíku (>21 % O2)

Pro vlastní kalibraci lze hladinu kyslíku v kalibračním standardu volně zvolit v Oxygen (%O2). Zde je třeba upravit správnou hodnotu, pokud se používají vlastní kalibrační plyny, např. 5% O2, což je užitečné při použití kyslíkových senzorů se stopovým rozsahem.
Důležité: Vlastní kalibrace se doporučuje pouze pro pokročilé aplikace/uživatele! Příslušné parametry (%O2, vlhkost, tlak, teplota) musí být zadány správně (a je třeba je kontrolovat)!

Postup kalibrace
Kalibrace by měla být provedena podle pokynů softwaru (Pyro Workbench) nebo návodu k načtení zařízení. Obecně doporučujeme pro měření plynu (vody) provést dvoubodovou kalibraci v plynu (vodě). Jednobodová kalibrace blízká podmínkám prostředí je povinná.
Důležité: Zařízení a senzory musí být umístěny na >30 min. za konstantních podmínek prostředí před provedením kalibrace.
Pokaždé, když je senzor umístěn do nového kalibračního standardu, počkejte, dokud nebude hodnota senzoru stabilní, pozorováním grafu a číselného zobrazení hodnot senzoru kyslíku. Zajistěte také stabilní odečty teploty externího nebo optického teplotního senzoru indikované jako kompenzační teplota (°C).

Pro kalibraci optických kyslíkových senzorů od společnosti PyroScience je důležité dodržovat tyto kroky:

1. Krok 1: Připojte snímač k příslušnému čtecímu zařízení a sejměte ochranné krytky z hrotu snímače, ze zástrčky vlákna az optického konektoru (konektorů) na čtecím zařízení.
2. Krok 2: Připojte vhodný teplotní senzor Pt100 k teplotnímu portu nebo alternativně optický teplotní senzor k jednomu ze zbývajících kanálových konektorů (pouze vícekanálová zařízení) pro automatickou teplotní kompenzaci měření kyslíku.
3. Krok 3: Zadejte správný kód senzoru pro senzory připojené ke kanálu na čtecím zařízení PyroScience a jejich délku vlákna (m) (pouze pro typ senzoru: S, W, T, P, X, U, H).
4. Krok 4: Připravte vhodné kalibrační standardy kyslíku:
   Pro měření v PLYNU: okolní vzduch (horní kalibrace); plynný dusík N2 (0% kalibrace)
   • Pro měření ve VODĚ/VODNÉM samples: vzduchem nasycená demineralizovaná voda (horní kalibrace); deoxygenovaná voda (0% kalibrace) pomocí dithioničitanu sodného (Na2S2O4) nebo siřičitanu sodného (Na2SO3)
   • Pro měření v MOŘSKÉ VODĚ/SOLNÉ VODĚ: NEPOUŽÍVEJTE k přípravě 0% kalibračních standardů slanou vodu, ale demineralizovanou vodu
5. Krok 5: Vložte senzor kyslíku a teploty do baňky a ujistěte se, že hroty senzoru jsou zcela ponořeny do vody a bez vzduchových bublin. Nechte ekvilibrovat a proveďte 1- nebo 2bodovou kalibraci kyslíkového senzoru.
   Poznámka: Důrazně se doporučuje provést manuální kalibraci za podmínek blízkých okolním podmínkám během měření. Zajistěte konstantní podmínky během kalibrace! Po kalibraci senzory pečlivě opláchněte demineralizovanou vodou.
6. Krok 6: Po úspěšné 1- nebo 2-bodové kalibraci při konstantních a srovnatelných teplotních podmínkách následných měření proveďte měření ve vašem samples. Zajistěte dostatečně vysokou intenzitu signálu snímače (>50), pravidelné čištění, rekalibraci a pečlivé zacházení se snímači.

Kompenzace pozadí

Kompenzace pozadí se doporučuje pro optická vlákna používaná pro čtení bezkontaktních senzorů a pro robustní sondy.

• U robustních sond, respiračních lahviček, průtokových kyvet a senzorových bodů s černým optickým vláknem (typ senzoru: S, W, T, P, X, U, H) je třeba zadat DÉLKU VLÁKNA do softwaru pro automatickou kompenzaci pozadí (doporučeno pro většinu aplikací).
• Pro přesné aplikace, pro aplikace s nízkou intenzitou signálu a pro aplikaci nanosond je nutné použít možnost RUČNÍ kompenzace pozadí

Kyslíkové senzory PyroScience lze použít v plynných fázích, vodě a vodných roztocích. Organická rozpouštědla (jako např. aceton), bělidlo a plynný chlor (Cl2) způsobují interference s odečtem senzoru a potenciálně destrukci senzoru. Nebyla zjištěna žádná zkřížená citlivost pro pH 1-14, CO2, CH4, H2S a žádné iontové látky.
Pro aplikaci v organických rozpouštědlech je k dispozici speciální kyslíková sonda odolná vůči rozpouštědlům (č. položky OXSOLV nebo OXSOLV-PTS).
Konkrétní pokyny pro použití jsou uvedeny pro různé senzory v tabulce níže.

Kyslíkové senzory
Senzory na bázi vláken

Položka snímače	Návod k použití specifické pro senzor
OXROB…	Použití: voda a plyn Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace* Vlastnosti: optická izolace Sterilizace: krátkodobé ošetření 70% ethanolem (EtOH) nebo 70% isopropanolem (IPP); sterilizace etylenoxidem (EtO, EO) (podrobnosti na vyžádání) Poznámka: Odstraňte vzduchové bubliny z povrchu senzoru, pro aplikaci ve vodě/vodách je nutné mícháníamples.
OXR… OXF…	Použití: voda a plyn a polotuhé samples Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace* ve stejném aplikačním médiu povinné: kalibrace plynu (vody) pro měření plynu (vody) Sterilizace: krátkodobé ošetření 70% ethanolem (EtOH) nebo 70% isopropanolem (IPP); sterilizace etylenoxidem (EtO, EO) (podrobnosti na vyžádání) Poznámka: Zacházejte opatrně! Nechráněný křehký hrot senzoru. Vysuňte hrot senzoru pro kalibraci a měření.

OXF…-PT	Použití: plyn Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace* v plynu Sterilizace: krátkodobé ošetření 70% ethanolem (EtOH) nebo 70% isopropanolem (IPP); sterilizace etylenoxidem (EtO, EO) (podrobnosti na vyžádání) Poznámka: Zacházejte opatrně! Propíchnutí obalových materiálů/přepážek.
OXB…	Použití: voda a plyn, polotuhé a zakázkové samples Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace* ve stejném aplikačním médiu povinné: kalibrace plynu (vody) pro měření plynu (vody) Sterilizace: krátkodobé ošetření 70% ethanolem (EtOH) nebo 70% isopropanolem (IPP); sterilizace etylenoxidem (EtO, EO) (podrobnosti na vyžádání) Poznámka: Zacházejte opatrně, zejména při vlastní integraci! Nechráněný křehký hrot senzoru. Vyvarujte se rozbití!
TROX….	Použití: voda a plyn při nízké koncentraci kyslíku kolem 0 % O2 (max. 10 % O2) Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace** v aplikačním médiu, povinná manuální 0% kalibrace Sterilizace: krátkodobé ošetření 70% ethanolem (EtOH) nebo 70% isopropanolem (IPP); sterilizace etylenoxidem (EtO, EO) (podrobnosti na vyžádání) Poznámka: Nízká intenzita signálu/signál-šum při podmínkách nasycení vzduchem během horní kalibrace!
OXIMP…	Použití: voda a polotuhé samps mikro heterogenitou kyslíku Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace* ve vodě Sterilizace: 3% H2O2, sterilizace etylenoxidem (EtO, EO) (podrobnosti na vyžádání) Poznámka: Nízká intenzita signálu/signál-šum při podmínkách nasycení vzduchem během horní kalibrace!

OXSOLV…

Použití: schválená polární a nepolární rozpouštědla Kalibrace: 2bodová kalibrace ve vzduchem nasycené vodě (vzduch) a odkysličené vodě pro měření ve schválených rozpouštědlech (páry rozpouštědel) Sterilizace: 70 % EtOH, 70 % ISPP Poznámka: Pouze měření v hPa nebo mmHg pro max. 1 h. Se vzduchovými bublinami zacházejte opatrně!

* v závislosti na aplikaci: 1 bod pro měření kolem 21 %/nasycení vzduchem, 2 bod pro úplný rozsah mezi 0 % a 21 %/nasycení vzduchem
** Povinná kalibrace 0 %. Pro měření kolem 0 % se doporučuje 1-bodová kalibrace při 0 % O2 nebo vlastní kalibrace při uživatelských <21 % O2 horních a při 0 % O2.

Bezkontaktní senzory

Položka snímače	Návod k použití specifické pro senzor
OXSP5	Použití: voda a plyn Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace* Vlastnosti: optická izolace Sterilizace: ethylenoxid (EtO), 70% etanol (EtOH), 70% isopropanol (ISPP), lze autoklávovat v několika cyklech při 121°C po dobu 15 minut se speciálními opatřeními (podrobnosti na vyžádání) Poznámka: Pamatujte na vzduchové bubliny! Pečlivě přilepte silikonovým lepidlem a nechte 24h zaschnout.
OXVIÁLNÍ…	Použití: voda a plyn Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace* Vlastnosti: optická izolace Sterilizace: EtO, 70 % EtOH, 70 % ISPP Poznámka: Odstraňte vzduchové bubliny! Před měřením určete specifický objem. Zajistěte stabilní teplotní podmínky.
OXFLOW…	Použití: voda a plyn Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace* Vlastnosti: optická izolace Sterilizace: EtO, 70 % EtOH, 70 % ISPP Poznámka: Průtok 1-500 ml/min. Odstraňte vzduchové bubliny! Čistěte pravidelně.
OXFTC…	Použití: voda a plyn Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace* Sterilizace: EtO, 70 % EtOH, 70 % ISPP Poznámka: Průtok 10-100/20-500 ml/min. Odstraňte vzduchové bubliny! Čistěte pravidelně.
OXNANO	Aplikace: voda/vodný samples Kalibrace: 2bodová kalibrace v aplikačním médiu Sterilizace: lze autoklávovat v několika cyklech při 121°C po dobu 15 minut se zvláštními opatřeními (podrobnosti na vyžádání) Poznámka: U mikrofluidních aplikací je nutná ruční kompenzace pozadí. Ne v barevném, osvětleném nebo fluorescenčním provedeníamples.

TROX…

Použití: voda a plyn při nízké koncentraci kyslíku kolem 0 % O2 (max. 10 % O2) Kalibrace: 1- nebo 2-bodová kalibrace** v aplikačním médiu, povinná manuální 0% kalibrace Poznámka: Nízká intenzita signálu/signál-šum při podmínkách nasycení vzduchem během horní kalibrace!

* v závislosti na aplikaci: 1 bod pro měření kolem 21 %/nasycení vzduchem, 2 bod pro úplný rozsah mezi 0 % a 21 %/nasycení vzduchem
** Pro měření kolem 0 % se doporučuje 1-bodová kalibrace při 0 % O2 nebo vlastní kalibrace při vlastních <21 % O2 horních a při 0 % O2.

Kombinované senzory

* v závislosti na aplikaci: 1 bod pro teplotní senzory, 1 bod pro měření kyslíku kolem 21 %/nasycení vzduchem, 2 bodový pro úplný rozsah mezi 0 % a 21 %/nasycení vzduchem
** 1 bod pro teplotní senzory, 1 bod pro měření kyslíku kolem 21 %/nasycení vzduchem, 2 bodový pro kompletní rozsah mezi 0 % a 21 %/nasycení vzduchem, 2bodová kalibrace pro pH senzory při pH 2 a pH 11 pomocí kapslí s pufrem PyroScience

STERILIZACE, ČIŠTĚNÍ A SKLADOVÁNÍ

Sterilizace
Většinu kyslíkových senzorů lze sterilizovat etylenoxidem (EtO) a čistit peroxidem (3% H2O2), mýdlovým roztokem nebo etanolem.
Viz specifikace příslušné PyroScience webmísto.
Body senzoru kyslíku (položka č. OXSP5) a nanosondy (položka č. OXNANO) lze autoklávovat (několik cyklů při 121 °C po dobu 15 minut) se zvláštními opatřeními. Více podrobností na vyžádání.

Důležité: nepoužívejte bělidlo, aceton ani žádné rozpouštědlo/činidlo neschválené společností PyroScience!

Čištění a skladování
Po dokončení měření by měly být hroty jehlových a neizolovaných vláknových senzorů, stejně jako robustní sondy, pečlivě opláchnuty demineralizovanou vodou. Po vyčištění nechte uschnout a nasaďte ochranný uzávěr / hadičku pro uskladnění na suchém, tmavém a bezpečném místě při pokojové teplotě. U všech senzorů a vláken nasaďte na zástrčku vlákna černé krytky, abyste zabránili vnikání světla do vlákna, které by mohlo způsobit vyblednutí indikátoru světlem.
V případě zasouvatelných senzorů a použití v mořské vodě / vodném prostředíampU rozpuštěných solí je nutné senzor důkladně vyčistit demineralizovanou vodou, aby se zabránilo krystalizaci soli v jehle, která by mohla způsobit zlomení hrotu senzoru. Po vysušení stáhněte hrot senzoru do jehly a nasaďte na jehlu ochranný kryt, abyste chránili hrot senzoru a předešli zranění.

Senzor skladujte na suchém, tmavém a bezpečném místě při pokojové teplotě.
Posun signálu senzoru může indikovat foto vyblednutí indikátoru REDFLASH citlivého na kyslík v závislosti na intenzitě okolního světla a také na intenzitě excitačního světla a sample frekvence. To může vyžadovat novou kalibraci senzoru a případně také přenastavení nastavení senzoru. V případě bodů senzoru to může vyžadovat přemístění optického vlákna na místě senzoru a následnou novou kalibraci.
Klesne-li intenzita signálu pod 50 mV, je nutné snímač vyměnit, jak je uvedeno v příslušném varování.

SOUVISEJÍCÍ DOKUMENTY

Související dokumenty pro podrobnější pokyny k optickým čtecím zařízením, softwaru a optickým senzorům jsou k dispozici:

• manuál pro logovací software „Pyro Workbench“ (Windows)
• manuál pro multianalytový měřič FireSting-PRO
• manuál pro kyslíkoměr FireSting-O2 (se softwarem Oxygen Logger)
• manuál pro přenosný kyslíkoměr FireSting-GO2 (se softwarem FireSting-GO2 Manager)
• manuál pro kyslíkoměr PICO2 (se softwarem Oxygen Logger)
• manuál pro Loggery nebo Transmittery AquapHOx
• manuál pro optické pH senzory
• manuál pro optické snímače teploty

DODATEK

Definice kyslíkových jednotek

• fázový posun dphi
  Fázový posun dphi je základní jednotkou měřenou optoelektronikou ve snímacím zařízení PyroScience (viz kapitola 8.3). Vezměte prosím na vědomí, že dphi není vůbec lineárně závislé na jednotkách kyslíku a zvyšující se hladiny kyslíku odpovídají klesajícím hodnotám dphi a naopak! Pravidlem je, že anoxické podmínky budou dávat asi dphi = 53, zatímco okolní vzduch bude dávat asi dphi = 20.
• surová hodnota surová hodnota
  Definice: hrubá hodnota = %O2 (nekalibrováno)
  Jednotková nezpracovaná hodnota je výchozí jednotkou pro nekalibrované senzory a zobrazuje pouze kvalitativní hodnoty lambda sondy.
• parciální tlak pO2 hPa = mbar
  Používá se v: plynové a vodní fázi
  U kalibrovaného senzoru je parciální tlak kyslíku pO2 v jednotkách hPa (ekvivalent mbar) základní jednotkou kyslíku měřenou čtecím zařízením PyroScience.
• parciální tlak pO2 Torr
  Definice: pO2 [Torr] = pO2 [hPa] x 759.96 / 1013.25
  Používá se v: plynné nebo vodní fázi
• objemové procento pV %O2
  Definice: pV = pO2 [hPa] / patm x 100 %
  Používá se v: plyn s patm: skutečný barometrický tlak
• % nasycení vzduchem A % as
  Definice: A[%as] = 100 % x pO2 / p100O2
  Používá se ve: vodní fázi s p100O2 = 0.2095 (patm – pH2O(T))
  pH2O(T) = 6.112 mbar x exp (17.62 T[°C] / (243.12 + T[°C]))
  pO2: skutečný parciální tlak
  patm: skutečný barometrický tlak
  T: skutečná teplota
  pH2O(T): tlak nasycené vodní páry při teplotě T
• Koncentrace rozpuštěného O2 C μmol/L
  Definice: C [μmol/L] = A[%as] / 100 % x C100(T, P, S)
  Používá se ve: vodní fázi s C100(T, P, S): interpolační vzorec pro koncentraci rozpuštěného kyslíku v jednotkách μmol/L při teplotě T, atmosférickém tlaku P a salinitě S (viz kapitola 8.2).
• Koncentrace rozpuštěného O2 C mg/L = ppm
  Definice: C [mg/L] = C [μmol/L] x 32 / 1000
  Používá se ve: vodní fázi
• Koncentrace rozpuštěného O2 C ml/L
  Definice: C [mL/L] = C [μmol/L] x 0.02241
  Používá se ve: vodní fázi

Rozpustnost kyslíku
Výpočet rovnovážné koncentrace kyslíku C100(T, P=1013mbar, S) v jednotkách μmol/L se provádí při standardním atmosférickém tlaku 1013 mbar jako funkce teploty vody v jednotkách °C a salinity v jednotkách PSU („praktická jednotka salinity“ ≈ g/L). Aby bylo možné je opravit pro aktuální atmosférický tlak, je třeba použít následující vzorec:

• C100(T, P, S) = C100(T, P=1013 mbar, S) x patm / 1013 mbar
• Reference: Garcia, HE a Gordon, LI (1992)
• Rozpustnost kyslíku v mořské vodě: Lepší přizpůsobení rovnic.
• Limnol. Oceanogr. 37: 1307-1312
  Millero, FJ a Poisson, A (1981)
• Mezinárodní jednoatmosférická rovnice stavu mořské vody.
• Deep Sea Res. 28A: 625-629

Princip měření kyslíku
Nová technologie REDFLASH je založena na jedinečném indikátoru REDFLASH citlivém na kyslík, který vykazuje vynikající jas. Princip měření je založen na zhášení luminiscence indikátoru REDFLASH způsobené kolizí mezi molekulami kyslíku a indikátorem REDFLASH imobilizovaným na hrotu nebo povrchu senzoru. Indikátory REDFLASH jsou excitovatelné červeným světlem (přesněji: oranžovo-červeným při vlnové délce 610-630 nm) a vykazují luminiscenci závislou na kyslíku v blízké infračervené oblasti (NIR, 760-790 nm). Technologie REDFLASH zaujme svou vysokou přesností, vysokou spolehlivostí, nízkou spotřebou energie, nízkou křížovou citlivostí a rychlou dobou odezvy. Excitace červeným světlem výrazně snižuje interference způsobené autofluorescencí a snižuje stres v biologických systémech. Indikátory REDFLASH vykazují mnohem vyšší jas luminiscence než konkurenční produkty pracující s buzením modrým světlem. Doba trvání červeného záblesku pro jedno měření kyslíku by proto mohla být zkrácena z typicky 100 ms na nyní typicky 10 ms, čímž se významně sníží dávka světla vystavená měřicí sestavě. Navíc díky vynikajícímu jasu luminiscence indikátoru REDFLASH může být skutečná matrice senzoru nyní připravena mnohem tenčí, což vede k rychlé době odezvy kyslíkových senzorů PyroScience.

Princip měření je založen na sinusově modulovaném červeném budícím světle. To má za následek fázově posunutou sinusově modulovanou emisi v NIR. Čtecí zařízení PyroScience měří tento fázový posun (v softwaru nazývaný „dphi“). Fázový posun je pak převeden na kyslíkové jednotky na základě Stern-Vollmerovy teorie.

Vysvětlení kódu snímače
Senzory kyslíku se dodávají s připojeným kódem senzoru, který je nutné zadat v Nastavení (viz kapitola 3). Následující obrázek poskytuje krátké vysvětlení informací uvedených v kódu senzoru.
Example Kód: XB7-532-205

• Typ snímače
• Intenzita LED
• Ampzvedání
• Předkalibrace 0 %
• Předkalibrace 21 %

Typ snímače

• Z Kyslíkový mikro/minisenzor
• Y kyslíkový minisenzor
• X Robustní kyslíková sonda
• V Kyslíkový minisenzor (řada TRACE)
• U Robustní kyslíková sonda (řada TRACE)
• T Kyslíkový senzor Spot / FTC (řada TRACE)
• S Bodový senzor kyslíku / FTC
• Q Kyslíková sonda odolná rozpouštědlům
• P Kyslíkové nanosondy
• H Zásuvná kyslíková minisonda

Intenzita LED

• A 10% E 40%
• B 15 % F 60 %
• C 20 % G 80 %
• D 30 % H 100 %

Ampzvedání

• 4 40x
• 5 80x
• 6 200x
• 7 400x

SNÍMAČE KYSLÍKU

• C0 (předkalibrace při 0 % O2)
• dphi0 = C0/10
• C100 (předkalibrace při 100 % O2)
• dphi100 = C100/10
• Hodnoty předkalibrace platí pro následující podmínky kalibrace:
• Částečný objem kyslíku (% O2) 20.95
• Teplota v obou kalibračních bodech (°C) 20.0
• Tlak vzduchu (mbar) 1013
• Vlhkost (% RH) 0

Dostupné senzory a čtecí zařízení

zařízení FireStingZařízení PICO

SUB-konektor Zařízení

Kalibrace snímače teploty Pt100
Pro přesné odečty absolutní teploty se doporučuje volitelná 1-bodová kalibrace externího teplotního senzoru (kromě zařízení AquapHOx).
Za tímto účelem pravidelně kontrolujte odečet vnější teploty sondy Pt100 v míchané vodě / vodní lázni / inkubátoru o známé teplotě v ustáleném stavu. Je také možné připravit směs vody a ledu o teplotě 0 °C, kde je ponořeno alespoň 50 mm hrotu teplotní sondy Pt100. Po kalibraci Pt100 je nutné provést novou kalibraci optického senzoru

VAROVÁNÍ A BEZPEČNOSTNÍ POKYNY

• Před použitím kyslíkových senzorů PyroScience si pečlivě přečtěte pokyny a uživatelské příručky pro příslušné čtecí zařízení PyroScience. Příručky jsou k dispozici ke stažení na www.pyroscience.com
• Zabraňte mechanickému namáhání (např. poškrábání) snímací plochy na špičce lambda sondy! Vyhněte se silnému ohýbání optických kabelů. Mohou se zlomit!
• Ujistěte se, že celý snímací povrch na špičce je vždy pokryt sample a je bez vzduchových bublin a ta kapalina sampse míchají.
• Kalibrace a aplikace kyslíkových senzorů je v pravomoci uživatele, stejně jako získávání dat, zpracování a publikování!
• Kyslíkové senzory a čtecí zařízení PyroScience nejsou určeny pro lékařské nebo vojenské účely ani pro jiné aplikace kritické z hlediska bezpečnosti. Nesmí se používat pro aplikace u lidí; ne pro in vivo vyšetření na lidech, ne pro lidské diagnostické nebo terapeutické účely. Senzory se nesmí dostat do přímého kontaktu s potravinami určenými ke konzumaci lidmi.
• Snímače smí v laboratoři používat pouze kvalifikovaný personál při dodržení pokynů pro uživatele a bezpečnostních pokynů uvedených v návodu, jakož i příslušných zákonů a směrnic pro bezpečnost v laboratoři!
• Kyslíkové senzory a čtecí zařízení PyroScience uchovávejte mimo dosah dětí! Kyslíkové senzory skladujte na bezpečném, suchém a tmavém místě při pokojové teplotě.

KONTAKT

• PyroScience GmbH
• Kackertstraße 11
• 52072 Cáchy
• Deutschland
• Telefon: + 49 (0) 241 5183 2210
• Fax: +49 (0)241 5183 2299
• info@pyros
• cence.com
• www.pyroscience.com

Dokumenty / zdroje

Kyslíkové senzory PyroScience O2 [pdfUživatelská příručka O2, O2 senzory kyslíku, O2, senzory kyslíku, senzory

Reference

• Uživatelská příručka