Cảm biến Oxy hòa tan

0
763

I. Cảm biến được sử dụng để làm gì?

Cảm biến Oxy hòa tan được sử dụng để đo nồng độ oxy hòa tan trong mẫu nước thí nghiệm ngoài môi trường hoặc trong phòng thí nghiệm, sử dụng trong các thí nghiệm sinh học, hóa học và các thí nghiệm khoa học khác. Rất nhiều thí nghiệm có thể dùng cảm biến oxy hòa tan để xác định sự thay đổi mức oxy hòa tan, ví dụ như đo sự thay đổi của mức oxy trong quá trình quang hợp.

II. Sử dụng cảm biến như thế nào?

Cảm biến đi kèm các phụ kiện sau:

  • Một lọ gel chứa điện cực DO
  • Đầu của điện cực được bảo vệ bởi 1 nắp, sẽ được bỏ ra khi sử dụng.

Cảm biến này được sử dụng với thiết bị aMixer MGA.

Để chuẩn hóa mức Oxy hòa tan: Bạn cần chuẩn hóa cảm biến trước khi sử dụng (trong khoảng 5 phút). Làm theo các bước bên dưới để chuẩn hóa cảm biến:

  • Bật công tắc thiết bị aMixer MGA.
  • Kẹp cảm biến thẳng đứng, và phơi màng cảm biến (ở phần đầu cảm biến) ra không khí (không để trong nước).
  • Kết nối cảm biến Oxy hòa tan vào Kênh 1 của thiết bị aMixer MGA. Chú ý lẫy của rắc kết nối hướng về phía vạch trắng.
  • Bạn phải chờ khoảng 5 phút để cảm biến Oxy hòa tan được chuẩn hóa. Trong 5 phút đó, đèn LED xanh trên bộ khuếch đại Oxy hòa tan sẽ nhấp nháy. Khi đèn LED có màu xanh ổn định, nó đã sẵn sàng để đo đạc.

Phục hồi cảm biến Oxy hòa tan (nếu cần thiết):

  • Nếu giá trị đo của cảm biến Oxy hòa tan nhỏ hơn 5 mg/l trong quá trình chuẩn hóa, có thể chất điện phân đã không còn hiệu quả đối với điện cực và sẽ cần đổ đầy lại.
  • Ngắt kết nối cảm biến từ thiết bị aMixer MGA.
  • Tháo nắp ra khỏi đầu cảm biến bằng cách xoay ngược chiều kim đồng hồ.
  • Loại bỏ gel điện cực còn thừa hoặc bẩn trong điện cực của cảm biến.
  • Tiêm 1.5 ml gel điện cực từ lọ đựng vào cảm biến Oxy hòa tan. Tiêm gel này vào phần nắp mở.
  • Đậy nắp có màng ngăn lại bằng cách vặn chặt theo chiều kim đồng hồ.
  • Đợi ít nhất 15 phút để cân bằng cảm biến trước khi sử dụng.

Đo mức oxy hòa tan:

  • Khi cho cảm biến vào trong nước, đảm bảo rằng bộ phận nhạy nhiệt của cảm biến ngập trong nước.
  • Sau khi cho cảm biến vào trong nước để đo mức độ Oxy hòa tan, sẽ có bong bóng khí tích tụ trên màng ngăn (trên đầu cảm biến). Khuấy cảm biến lên và xuống vài lần để loại bỏ bong bóng. (Nếu để bong bóng tích tụ trên màng sẽ dẫn đến kết quả đo sai lệch).
  • Khi đo mức độ Oxy hòa tan, sử dụng cảm biến Oxy hòa tan để khuấy dung dịch liên tục cho tới khi kết quả đo ổn định. (Khi cảm biến đo mức Oxy hòa tan trong nước, nó sẽ loại bỏ một lượng Oxy hòa tan trong nước. Nên nếu để cảm biến lâu ở trạng thái tĩnh trong nước, kết quả đo của cảm biến sẽ nhỏ hơn nhiều so với kết quả thực.)

Bảo quản cảm biến Oxy hòa tan:

  • Để bảo quản, rửa sạch màng ngăn điện cực bằng nước cất và đậy nắp ngoài của cảm biến lại.
  • Nếu cảm biến không được sử dụng trong hơn 1 tháng, gel điện cực nên được sấy khô (tránh làm mòn điện cực dương của cảm biến).

III. Thông số kỹ thuật

  1. Chú ý
  • Cảm biến này được thiết kế chuyên dụng cho các ứng dụng giáo dục, nghĩa là không được sử dụng trong bất kì các ứng dụng thương mại, công nghiệp, y học hoặc nghiên cứu nào khác.
  • Không nên sử dụng cảm biến Oxy hòa tan trong các mẫu thí nghiệm Oxy không phải dạng lỏng, và các thí nghiệm có chứa dầu có thể bám vào cảm biến. Điều đó sẽ làm giảm tuổi thọ của màng ngăn điện cực của cảm biến.

2. Thông số

  • Phạm vi hoạt động: 0 – 20 mg/l
  • Độ chính xác: ± 2% của toàn thang đo
  • Phạm vi nhiệt độ: 1 – 45oC
  • Sự bù nhiệt: Tự động 1 – 40oC
  • Thời gian đáp ứng: Nhỏ hơn 10 giây đối với sự chênh lệch nhiệt độ nhỏ hơn 5oC, 30 giây đối với sự chênh lệch nhiệt độ khác.

Cảm biến Oxy hòa tan có chức năng tự động nhận cảm biến. Chức năng này cho phép cảm biến có thể tự động đo và tự thiết lập thu thập dữ liệu khi được kết nối với giao điện aMixer MGA.

IV. Thí nghiệm minh họa – Sự quang hợp

  1. Mục đích

Tự tìm hiểu việc sử dụng cảm biến oxy hòa tan thông qua một thí nghiệm đơn giản về quá trình quang hợp.

2. Thiết bị thí nghiệm

  • Thiết bị cầm tay aMixer MGA
  • Cảm biến Oxy hòa tan
  • Cốc thí nghiệm dung tích 600 ml (Cốc lớn)
  • Cốc thí nghiệm dung tích 150 ml (Cốc nhỏ)
  • Dung dịch NaHCO3 0.5%
  • 2g thực vật sống dưới nước (ví dụ như thủy tảo)
  • Đèn 40 W

3. Các bước thí nghiệm

  • Bật công tắc thiết bị aMixer MGA.

  • Kết nối cảm biến Oxy hòa tan vào kênh 1 của thiết bị aMixer MGA. Chú ý lẫy của giắc kết nối hướng về phía vạch trắng.

  • Cảm biến Oxy hòa tan có chức năng tự động nhận cảm biến. Trong khi kết nối, cảm biến sẽ tự động đo và thu thập dữ liệu. Đảm bảo rằng dòng “Kênh 1: Lượng Oxy hòa tan (20mg/l)” xuất hiện, nó biểu thị cảm biến này đã được kết nối chính thức và sẵn sàng thu thập dữ liệu.

  • Kẹp cảm biến thẳng đứng, và phơi màng cảm biến (ở phần đầu cảm biến) ra không khí (không để trong nước).
  • Chuyển sang chế độ đo “dạng đồng hồ kim” bằng cách chọn ô 
  • Bạn sẽ phải chờ khoảng 5 phút để cảm biến Oxy hòa tan được chuẩn hóa, được hiển thị bởi đèn LED xanh nhấp nháy. Khi đèn LED xanh ổn định, nó đã sẵn sàng đo đạc.
  • Cho 2g thực vật thủy sinh vào cốc nhỏ. Điều chỉnh vị trí thực vật sao cho chúng nằm dưới đáy cốc.
  • Thêm 50 ml dung dịch NaHCO3 0.5% vào trong cốc nhỏ. Đảm bảo rằng thực vật thủy sinh ngập trong dung dịch và cách mặt nước khoảng 4 cm.
  • Đặt cốc nhỏ vào bên trong cốc lớn.
  • Đổ đầy nước thường vào trong cốc lớn cho tới khi bằng mức NaHCO3 trong cốc nhỏ.
  • Đặt đèn cách cốc lớn 20 cm và bật đèn. Để cốc nhỏ trong cốc lớn trong khoảng 5 phút để thực vật làm quen môi trường mới trước khi thu thập dữ liệu.
  • Cho cảm biến Oxy hòa tan vào cốc nhỏ. Nhúng đầu cảm biến sâu 4 cm so với bề mặt dung dịch trong cốc nhỏ. Đảm bảo rằng cảm biến ở phía trên thực vật.
  • Khuấy cảm biến lên xuống vài lần để loại bỏ bong bóng tích tụ trên đầu cảm biến (đảm bảo rằng bộ phận nhạy nhiệt của cảm biến ngập trong nước).

  • Chọn ô để bắt đầu thu thập dữ liệu (bạn cũng có thể ấn nút xanh trên thiết bị aMixer MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu). Bạn sẽ nhìn thấy dòng chữ “Giá trị đo…” khi các dữ liệu đang được thu thập. Giá trị oxy hòa tan sẽ được hiển thị trên màn hình.
  • Khuấy nhẹ nhàng dung dịch bằng cảm biến khoảng 30 giây để kết quả đo được ổn định. Chọn ô để dừng thu thập dữ liệu.
  • Ghi lại mức độ oxy hòa tan trong dung dịch tại thời điểm 0 phút vào bảng.
  • Bỏ cảm biến ra khỏi cốc nhỏ và rửa nó bằng nước cất. Đặt cảm biến vào trong cốc chứa nước cất khi không sử dụng trong quá trình thực hiện thí nghiệm.
  • Lặp lại các bước để đo mức oxy hòa tan sau 10 phút.
  • Bảo quản cảm biến.

4. Phân tích

  • Mức oxy hòa tan thay đổi như thế nào trong quá trình thí nghiệm?
  • Kết quả thí nghiệm cho biết điều gì về quá trình quang hợp?

Comments

comments

LEAVE A REPLY

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.