Oksijen Ölçüm Cihazı

Kullanılabilir formda ve uygun konsantrasyondaki oksijen, dünyadaki yaşam formlarının çeşitliliğini sağlayan en önemli etkenlerden biridir. Oksijen olmasaydı doğa ve teknolojideki pek çok süreç de mümkün olamazdı. Oksijen ölçüm cihazı ile mevcut oksijen konsantrasyonu belirlenebilir. Oksijen ölçüm cihazı, temelde gaz karışımlarındaki oksijen içeriğini ölçen oksijen ölçüm cihazları ile suda ya da diğer sıvılarda çözünmüş oksijeni ölçen oksijen ölçüm cihazları olarak ayrılır.

Gaz halindeki oksijen çoğu canlının nefes alması ve diğer biyolojik süreçlerin yürütülmesi için ön şarttır. Gaz halindeki oksijen, pek çok kimyasal reaksiyonda da son derece önemlidir. İşleme göre hem çok yüksek hem de çok düşük konsantrasyonlar hasara neden olabilir. Çok düşük konsantrasyonlar sağlık açısıdan zararlı iken yüksek konsantrasyonlar da yangın ya da patlama tehlikesinin artmasına neden olur.

Hava hacmindeki oksijen yüzdesini %21’den arttırmak ya da azaltmak pek çok şeyin yanı sıra yanma işlemlerinin hızını ve sıcaklığını da etkiler. Konsantrasyondaki yüzde iki artışın bile bir etkisi söz konusudur. %25 oksijen içeriğinde yanma hızı iki katına çıkarken %30’da sekiz katına çıkar. Oksijen oranının artmasıyla yanma sıcaklığı da artar (örneğin, %21’de 780 °C, %30’da 910 °C). Bu, birçok endüstriyel süreçte kullanılır. Ateşleme sıcaklığı da artan oksijen konsantrasyonu ile azaldığından oksijen ile çalışırken tehlike uyarılarına ve güvenlik yönetmeliklerine dikkat edilmelidir.

Söz konusu proses nedeniyle düşük ya da yüksek oksijen içeriğinin beklendiği alanlarda sabit bir oksijen ölçüm cihazı kullanılır. Bu tür bir oksijen ölçüm cihazı sabit olarak montelenir ve ölçüm değerlerini ölçüm aralığının dışındaki bir yere iletir. Böylece, tehlike bölgesinde herhangi bir kişi olmadan veri değerlendirmesi yapılabilir. Oksijen ölçüm cihazından gerçekleştirilen veri aktarımı cihaza ait uzaktan ekrana ya da analog üzerinden bağlı bir proses kontrolörüne yapılabilir. 

Mobil bir oksijen ölçüm cihazı, kullanıcıyı doğrudan korumaya hizmet eder. Arama ya da kurtarma çalışmaları için tehlikeli bölgelere giden kişilerin zamanında uyarılmaları gerekir. Oksijen ölçüm cihazı, kullanıcıyı sınırlamamak için küçük ve hafif olarak tasarlanmıştır ve genelde kıyafetlere tutturulabilmelerini sağlayan klipslere sahiptir. Belirli cihaz tiplerinde oksijen ölçüm cihazını yanınızda taşımak ya da belirli bir yere yerleştirmek ve sürekli olarak ölçüm gerçekleştirmek de mümkündür.

Ölçüm aralığı çoğu oksijen ölçüm cihazı türünde maksimum %25 oksijen içeriği ile sınırlıdır. Daha yüksek konsantrasyonların izlenmesi durumunda uygun sensörü bulunan bir oksijen ölçüm cihazı seçilmelidir.

Oksijen ölçüm cihazındaki alarmlar görsel ve sesli olarak ya da el ya da vücut üzerinde taşınan cihazlarda titreşim olarak verilebilir. Dahili alarm vericisi olmayan sabit oksijen ölçüm cihazlarında alarm ışıkları ya da alarm sesi cihaza ya da proses kontrol cihazına arayüz aracılığıyla bağlanabilir. Oksijen ölçüm cihazında alarm sınırları genelde doğrudan cihaz menüsünden ya da uygun bir yazılım aracılığıyla ayarlanabilir. Bu sayede, alarm değerleri ilgili tehlike durumuna göre ayrı ayrı ayarlanabilir. 

Bazı oksijen ölçüm cihazları ek sensörler kullanarak daha fazla gazı ölçebilir. Oksijenin yanı sıra karbondioksiti de ölçen bir oksijen ölçüm cihazı ve oksijenin yanı sıra karbonmonoksit, metan ve hidrojen sülfit için üç değeri ölçen bir oksijen ölçüm cihazı da sunulmaktadır. Başka bir versiyonda farklı yanıcı gazlardan üç ek sensör seçilebilir. Böylece, oksijen ölçüm cihazı, tehlike durumunda uyaracak şekilde donatılabilir.

Cihazda ısı ya da kıvılcım meydana gelmesi sonucu patlama tehlikesi bulunan alanlarda sadece özel onayı bulunan oksijen ölçüm cihazları kullanılabilir. 20 Nisan 2016 tarihinden itibaren patlayıcı ortamlarda kullanılmak üzere tasarlanmış ekipman ve koruyucu sistemler için 2014/34/EU direktifi uygulanmaya başlamıştır. Bu direktif, ilk olarak ATEX100a adını almış; daha sonra da ATEX 95 olarak değiştirilmiştir. ATEX, “Atmospheres Explosives“ kelimelerinin kısaltmasıdır. Operasyonel risk değerlendirmesinde belirtilen şartlara dikkat edilmelidir. 

Sıvılarda ölçüm için kullanılan çoğu mobil oksijen ölçüm cihazı hem laboratuvarlarda hem de tesislerde ya da açık mekanda kullanılabilir. Aşağıda, böyle bir oksijen ölçüm cihazında hangi özelliklere dikkat edilmesi gerektiğine ilişkin bilgiler bulunabilir. 

Ölçüm görevine bağlı olarak oksijen içeriğinin mutlak değeri ya da oksijen doygunluğunun yüzde değeri gereklidir. Oksijen ölçüm cihazı, ideal olarak hem mutlak hem de bağıl değeri görüntüleme imkanı sunar. Bazı oksijen ölçüm cihazları, suda çözünmüş oksijenin oranını litre başına miligram cinsinden mutlak bir değer olarak değil; oksijen doygunluğu için bağıl bir değer olarak gösterir. %100 oksijen doygunluğu, sabit sıcaklık ve hava basıncı değeri ile hava ve su arasındaki değişim yoluyla suya girebilen miktara karşılık gelir. Bağıl nem ve gazın oksijen içeriğinden farklı olarak sıvılardaki oksijen doygunluğunda %100’ün üzerindeki değerler de mümkündür. Akan sularda %80 ila %120 oksijen doygunluğu yaygındır. Daha düşük değerler, oksijeni bağlayan bakteriyel bozunma süreçlerinden kaynaklanır. Daha yüksek değerler ise pek çok şeyin yanı sıra su bitkilerinin çok fazla oksijen eklemesinden kaynaklanabilir.

Oksijen ölçüm cihazında meydana gelebilecek ölçüm hatalarını önlemek için kalibrasyon fonksiyonu bulunmalıdır. Otomatik kalibrasyonu bulunan oksijen ölçüm cihazlarının yanı sıra kullanıcının kalibrasyon işlemini oksijen ölçüm cihazı menüsünden başlattığı oksijen ölçüm cihazları da mevcuttur.

Hangi sıvıların hangi koşullar altında inceleneceğine ve bozucu büyüklüklere dikkat edilmelidir. Oksijen ölçüm cihazının bu bozucu büyüklükleri otomatik olarak kompanse etmesi durumunda ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesi büyük ölçüde kolaylaşır. Oksijen, doğal dengeleme işlemleri ile atmosferden su yüzeyinden alınır. Suyun maksimum emme kapasitesi pek çok şeyin yanı sıra sıcaklığa da bağlıdır. Sıfır santigrat derecede su yüzeyinden emilebilen maksimum oksijen konsantrasyonu litre başına 14.6 miligram iken 20 santigrat derece bu değer litre başına sadece 9.1 miligramdır. Bu nedenle, sıvılar için kullanılan bir oksijen ölçüm cihazında ideal olarak otomatik sıcaklık kompanzasyonu bulunmalıdır. Aksi takdirde, sıcaklık ek olarak kaydedilmeli ve dikkate alınmalıdır. Bunun için diğer sıcaklıklar ve hava basıncı oranları için karşılık gelen değerin alınabileceği dönüşüm tabloları kullanılabillir. Pek çok uygulamada kullanılabilen sıcaklık kompanzasyonlu oksijen ölçüm cihazları mevcuttur. Diğer oksijen ölçüm cihazları, hava basıncı ve tuzluluk kompanzasyonu da sağlar. 

Ölçüm değerleri, elektronik cihazların çoğunda dahili olarak ya da SD kart gibi veri taşıyıcılarında kaydedilebilir. Akvaryum sularındaki oksijen içeriğinin devamlı izlenmesi ya da atık su arıtımı için data logger fonksiyonu bulunan ya da verilerin doğrudan iletilmesini sağlayan bir arayüzü bulunan bir oksijen ölçüm cihazı modeli seçilmelidir.

Herhangi bir oksijen ölçüm cihazı seçmeden önce ölçüm görevleri için hangi oksijen ölçüm cihazı türünün uygun ve pratik olacağı düşünülmelidir. Farklı oksijen ölçüm cihazı versiyonlarını karşılaştırırken sensörlerin farklı şekilde monte edildiği fark edilebilir. Aktif oksijen, ozon ve hidrojen peroksit miktarını belirlemek için kullanılan bazı dijital oksijen ölçüm cihazlarında cihazın içine yerleştirilmiş bir sensör bulunur. Sıvının numunesi oksijen ölçüm cihazının ölçüm kabına doldurulmalı ve ardından reaktiflerle karıştırılmalıdır. Diğer oksijen ölçüm cihazı modellerinde sensör kolayca ölçülecek sıvıya batırılabilir. Oksijen içeriğinin bir havzada ya da doğal bir su kütlesinde farklı derinliklerde ya da farklı yerlerde ölçülmesi gerektiğinde sensörü daha uzun bir kablo ile cihaza bağlı olan oksijen ölçüm cihazı modelleri önerilir. Oksijen ölçüm cihazının sensör için standart bir BNC konektörü varsa cihaz türünden bağımsız olarak BNC konektörlü başka bir oksijen sensörü de kullanılabilir. Ancak, bu yeni sensör kullanılmadan önce oksijen ölçüm cihazı kalibre edilmelidir. Özel sıvıların incelenmesi söz konusu olduğunda sensörün sıcaklık ve pH değeri açısından bu işlem için uygun olup olmadığı belirlenmelidir.  

Oksijen ölçüm cihazında ölçüm, depolama ve kalibrasyon için hangi aksesuarların gerekli olduğuna dikkat edilmelidir. Oksijen ölçüm cihazının özel sensörlerle çalışması durumunda sensörlerin çalışma süresi ve değiştirme olasılığı da dikkate alınmalıdır.

Oksijen ölçüm cihazı ile ek ölçüm parametreleri kaydedilmek istendiğinde oksijen ölçüm cihazının bu parametreleri kaydetmek için uygun olup olmadığı ya da birden fazla cihazın kullanılmasının gerekli olup olmadığı kontrol edilmelidir. Sıcaklık, pH değeri, redoks değeri, iletkenlik ve tuzluluk ek ölçüm parametrelerine örnek olarak verilebilir.