LEYBOLD DIDACTIC GMBH Gebrauchsanweisung 666 224 ...

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Physik Chemie ⋅ Biologie Technik LEYBOLD DIDACTIC GMBH
Das Hand-Sauerstoffmeßgerät (666 224)) dient zusammen mit
der Sauerstoffelektrode (667 458) zur Messung des absoluten
und relativen Sauerstoffgehalts in Flüssigkeiten und Luft. Die
Temperaturabhängigkeit des Sensors wird mittels des integrierten
Temperaturfühlers automatisch kompensiert. Der Luftdruck
wird ebenfalls automatisch kompensiert mittels eines integrierten
Drucksensors. Die Temperatur- und Luftdruckwerte
können ebenfalls angezeigt werden.
1 Sicherheitshinweis
Gerät und Sensoranschluß vor Feuchtigkeit schützen.
Hinweis als Auflage des EMV-Gesetzes:
Die empfindliche Elektronik des Gerätes kann in Versuchsanordnungen
durch ESD (Entladung elektrostatischer Elektrizität)
beeinträchtigt werden. Deshalb sind elektrostatische
Aufladungen (insbesonder durch die Benutzung in geeigneten
Räumen) zu vermeiden bzw. durch Entladung (an metallischen
Gegenständen) zu beseitigen.
Literatur: Ökologische Untersuchungen mit dem Umweltmeßkoffer
(668 331)
2 Beschreibung, technische Daten
� Anschluß für Sauerstoffelektrode (667 458)
� serieller Datenausgang für Großanzeige und Computer
Anzeigen:
� Einheit der Meßgrößen in hPa, %, mg/l und °C
� Großdisplay mit analoger Tendenzanzeige
Digitale Anzeige des Meßwertes
Anzeige des Ladezustands der Batterie
� Statusanzeige
� Hold-Taste zum Einfrieren des Meßwertes
Bedientasten
� Lauftasten zur Meßbereichsumschaltung bzw. Anzeige der
Minimal- und Maximalwerte
� CAL-Taste (Kalibriertaste)
� ON/OFF-Taste (Ein- und Ausschalttaste)
Sonstiges
� Batteriefach für 9-V-Blockbatterie oder Akku (Batterie im
Lieferumfang enthalten)
� Kurz-Gebrauchsanweisung auf der Rückseite des Gerätes
Gebrauchsanweisung 666 224
Instruction Sheet
Hand-Sauerstoffmeßgerät
Hand-held Oxygen Measuring Instrument
Fig. 1
Hand-Sauerstoffmeßgerät (666 224) mit Sauerstoffelektrode
(667 458)
Hand-held Oxygen Measuring Instrument (666 224) with oxygen
electrode (667 458)
The hand-held oxygen measuring instrument (666 224) is used
together with the oxygen electrode (667 458) to measure the
absolute and relative oxygen content of liquids and air. The
temperature-dependence of the sensor is automatically
compensated by an integrated temperature sensor. The air
pressure is additionally automatically compensated by means
of an integrated barometric pressure sensor. The device can
also display the temperature and air pressure values.
1 Safety notes
Protect the instrument and the sensor connection from moisture.
Note required by EMC regulation:
The sensitive electronics of the instrument can be damaged
in experiment setups due to electrostatic discharge (ESD).
For this reason, be sure to avoid all electrostatic charges
(particularly by using the instrument in suitable rooms) or
eliminate them (by discharging using metal objects).
Literature: Ecological experiments with the case for environmental
measurements (668 332)
2 Description, technical data
� Connection for oxygen electrode (667 458)
� Serial data output for large digital display and computer
Displays and indicators:
� Unit of measurement quantity in hPa, %, mg/l and °C
� Large-format display with analog tendency indicator
Digital display of measured value
Battery level indicator
� Status indicator
� Hold key for freezing the measured value
Operating keys
� Switchover keys for switching between measuring ranges
and displaying minimum and maximum values
� CAL key (calibration key)
� ON/OFF key
Additional features
� Compartment for 9 V battery (included in scope of supply)
� Summary of operating instructions on rear of device

Technische Daten
Meßbereich: 0... 19,99 mg/l Sauerstoffkonzentration
in wäßrigen Lösungen
0...199,9 % Sättigung in Flüssigkeiten
oder Luft
Die Umrechnung in die Sauerstoffsättigungskonzentration erfolgt
nach ISO 5814 (mg/l).
Temperaturmeßbereich:0... 45 °C
Meßgenauigkeit: 0,5 °C
Luftdruck: 800 ... 1100 hPa
Meßgenauigkeit 10 hPa
Eingang: Diodenbuchse, 8-polig
Ausgang: Diodenbuchse, 6-polig, serielle
Schnittstelle (galvanisch getrennt)
und externe Spannungsversorgung
Die Pin-Belegung und das Datenformat
für die serielle Schnittstelle entnehmen
Sie bitte der Gebrauchsanleitung
für das Computeranschlußkabel
(666 251).
Spannungsversorgung: 9 V Blockbatterie oder Akku
(automatische Abschaltung nach
30 min)
Abmessung: 21 x 8,5 x 3,7 cm
Gewicht: 233 g
3 Bedienung
Zur Messung zusätzlich erforderlich:
Sauerstoffelektrode mit
integriertem Temperaturfühler: 667 458
Technische Daten:
Meßprinzip: Clark’sches Prinzip
Werkstoff der Kathode: Platin, eingeschmolzen 0,1 mm 2
Werkstoff der Anode: Silberrohr, 200 mm 2
Membran: PTFE-Folie 25 m
Membranaustausch: Wechsel des Membrankopfes
Elektrolyt: stabilisierte Na3PO4-Lösung,
(55,6 g/l Na3PO4 x 12H2O)
Meßbereiche: 0 ... 60 mg/l Sauerstoffkonzentration
in Wasser
0 ... 45 °C Temperatur
Einstellzeit (90%): ca. 10 s
Polarisationsspannung: 800 mV
Nullstrom: 0,1 nA typisch
Meßstrom
bei 02-Sättigung: ca. 100 nA
mind. Anströmgeschwindigkeit:
10 cm/s
Temperturkompensation
automat.: NTC-Widerstand 100 kΩ
Kabellänge: 1,5 m (mit 8-poligen Diodenstecker
Abmessungen: 140 mm lang, 12 mm Ø
2
Technical data
Measuring range: 0... 19.99 mg/l oxygen concentration
in aqueous solutions
0...199.9 % in liquids or air
Conversion to oxygen saturation concentration carried out
according to ISO 5814 (mg/l).
Temperature measuring
range: 0... 45 °C
Measuring accuracy: 0,5 °C
Air pressure: 800 ... 1100 hPa
Measuring accuracy: 10 hPa
Input: DIN socket, 8-pin
Output: DIN socket, 6-pin, serial interface
(electrically isolated) and external
voltage supply.
See the Instruction Sheet for the
computer connection cable (666 251)
for pin assignment and data format.
Voltage supply: 9 V battery
(automatic battery cut-out after
30 min)
Dimensions: 21 x 8.5 x 3.7 cm
Weight: 233 g
3 Operation
The following is additionally required for measuring:
Oxygen electrode with
integrated temperature sensor: 667 458
Technical data:
Measuring principle: Clark’s principle
Cathode material: Platinum, heat-sealed, 0.1 mm 2
Anode material: Silver tubing, 200 mm 2
Membrane: PTFE foil 25 m
Membrane replacement:Changing of membrane head
Electrolyte: stabilized Na3PO4 solution,
(55.6 g/l Na3PO4 x 12H2O)
Measuring ranges: 0 ... 60 mg/l oxygen concentration in
water
0 ... 45 °C temperature
Settling time (90%): approx. 10 s
Polarization voltage: 800 mV
Zero current: 0.1 nA typical
Measuring current
at 02 saturation: approx. 100 nA
Minimum flow speed:
10 cm/s
Automatic temperature
compensation: NTC resistor 100 kΩ
Lead length: 1.5 m (with 8-pin DIN plug)
Dimensions: 140 mm long, 12 mm Ø

Im Lieferumfang der Sauerstoffelektrode sind enthalten:
• 1 Elektrode
• 50 ml Sauerstoff-Elektrolyt
• 1 Doppelspießampulle Nullpunkt-Lösung
• 1 Ersatz-Membrankopf
Wartung der Meßzelle:
siehe Gebrauchsanweisung zur Sauerstoffelektrode
Die Sauerstoffelektrode an die Eingangsbuchse � anschließen.
• Kalibrierung
Vor der erstmaligen Benutzung des Gerätes und/oder der
Meßzelle muß eine Kalibrierung erfolgen.
Es gibt zwei Kalibriermöglichkeiten:
a. Schnellkalibrierung
Dazu die ON/OFF-Taste und CAL-Taste beim Einschalten
gleichzeitig drücken, die CAL-Taste etwas länger festhalten,
das Gerät geht in den Polarisationsmodus. Im Display
erscheint der Hinweis "POL". "IPOL" erscheint im Display
wenn die Hälfte der Polarisatioszeit abgelaufen ist.
10 minütige Polarisationszeit abwarten, das Gerät springt
in den CAL-Modus und zeigt 0 % an.
0% Vorgabe mit Lauftaste "� " oder "� " überspringen.
Gerät zeigt 100 % an.
Schutzkappe von Elektrode abziehen und 30 Sekunden in
Luft schwenken. Wert mit CAL-Taste bestätigen. Nach
Drücken der CAL-Taste springt das Gerät in den Meßmodus.
b. Kalibrierung
Dazu die ON/OFF-Taste und CAL-Taste beim Einschalten
gleichzeitig drücken, die CAL-Taste etwas länger festhalten,
das Gerät geht in den Polarisationsmodus. Im Display
erscheint der Hinweis "POL". 10 minütige Polarisationszeit
abwarten, das Gerät springt in CAL-Modus und zeigt 0 %
an.
Schutzkappe von Elektrode abziehen und Elektrode in Nullpunktlösung
tauchen. Ca. 1 Minute warten, bis sich Elektrode
auf die Lösung eingestellt hat und mit CAL-Taste bestätigen.
Gerät zeigt 100 % an. Elektrode mit destilliertem Wasser
abspülen und 30 Sekunden in Luft schwenken, Wert mit
CAL-Taste bestätigen. Nach Drücken der CAL-Taste
springt das Gerät in den Meßmodus.
Die Vorgabe des 100%-Wertes kann bei gedrückter HOLD-
Taste über die Lauftasten "� " oder "� " in Schritten von
0,5 verändert werden.
Zur Kalibrierung in Luft für Messungen in Luft:
Durch Drücken von der Lauftasten "� " oder "� " springt
der Wert auf 21%
Durch Drücken der ON/OFF-Taste ist jederzeit ein Abbruch
der Kalibrierung möglich.
Meßprinzip
Als Meßprinzip des Fühlers wird eine sogenannte Clark-Elektrode
verwendet. Dabei wird ausgenutzt, daß molekularer
Sauerstoff als gelöstes Gas an einer Platinelektrode bei
800 mV Polarisationsspannung zu OH - -Ionen reduziert wird.
Der resultierende Polarisationsstrom wird gemessen und direkt
in einen Sauerstoffgehalt der Lösung umgerechnet. Fremdionen
aus der Lösung werden deshalb nicht oxidiert bzw. reduziert,
weil die Elektrode durch eine Teflon-Membran abgedichtet
ist, die lediglich Gase durchläßt. Es stören SO2, Cl2 und H2S
in kleineren Mengen sowie darüber hinaus gelöste Ionen in
größeren Mengen.
Mit dem integrierten Temperaturfühler kann zusätzlich eine
Temperaturmessung durchgeführt werden.
3
Included in scope of supply of the oxygen electrode:
• 1 electrode
• 50 ml oxygen electrolyte
• 1 double-tip ampule zero-point solution
• 1 spare membrane head
Measuring cell maintenance:
See the Instruction Sheet for the oxygen electrode.
Connect the oxygen electrode to input socket �.
• Calibration
Before using the instrument and/or the measuring cell for
the first time, you must calibrate the apparatus.
You can calibrate the instrument in one of two ways:
a. Quick calibration
When switching on the device, press the ON/OFF key and
CAL key simultaneously; hold down the CAL key a bit longer,
until the instrument enters polarization mode. The indicator
"POL" appears in the display. "IPOL" appears in the display
when half the polarization time has elapsed.
Wait for the 10-minute polarization time to expire; the instrument
switches to CAL mode and displays 0 %.
Change the 0% default with switchover key "� " or "� ".
The instrument displays 100 %.
Remove the protective cap from the electrode and wave it
in the air for 30 seconds. Confirm the value with the CAL
key. The device then switches to measuring mode.
b. Standard calibration
When switching on the device, press the ON/OFF key and
CAL key simultaneously; hold down the CAL key a bit longer,
until the instrument enters polarization mode. The indicator
"POL" appears in the display.
Wait for the 10-minute polarization time to expire; the instrument
switches to CAL mode and displays 0 %.
Remove the protective cap from the electrode and immerse
the electrode in the zero-point solution. Wait about one minute,
until the electrode has adapted to the solution, and confirm
this with the CAL key. The instrument displays 100 %. Rinse
off the electrode with distilled water and wave it in the air for
30 seconds. Confirm the value with the CAL key. The device
then switches to measuring mode.
You can change the default value of 100% in steps of 0.5
by holding down the HOLD key and using the switchover
keys "� " or "� ".
Calibrating in air for measurements in the air:
By pressing the switchover keys "� " or "� ", change the
value to 21%
You can abort the calibration at any time by pressing the
ON/OFF key.
Measuring principle
The sensor is based on the measuring principle of the Clark
electrode, which takes advantage of the fact that molecular oxygen
in the form of dissolved gas is reduced to OH - ions at a platinum
electrode with a polarization voltage of 800 mV. The resulting
polarization current is measured and converted directly to an
oxygen content for the solution. External ions from the solution
are not oxidized, or reduced, because the electrode is sealed in
a Teflon membrane which is only permeable to gases. Measuring
can be disturbed by the presence of small quantities of SO2, Cl2
and H2S as well as large quantities of dissolved ions.
The integrated temperature sensor permits additional temperature
measurement.

• Messen
Durch Drücken der ON/OFF-Taste das Gerät einschalten.
Als Funktionstest erscheinen auf dem Display kurzzeitig
(1 Sekunde) alle Anzeigeelemente. Danach geht das Gerät
in den Polarisationsmodus. Im Display erscheint der Hinweis
"POL".
Die Analoganzeige zeigt den Fortlauf der Polarisation an.
Nach Beendigung der Polarisation (ca. 10 Minuten) springt
das Gerät selbständig in den zuletzt verwendeten Meßmodus.
Meßzelle in die Probelösung eintauchen und mit
gleichmäßiger Bewegung kreisend rühren.
Durch Drücken der Lauftasten "� " oder "� " ist ein Überspringen
der Polarisation möglich.
Durch Drücken der Lauftasten "� " oder "� " manuelles
Umschalten der Meßwertanzeige von hPA, %, mg/l und °C.
Durch Drücken der Hold-Taste � wird der Meßwert festgehalten,
ein entsprechender Hinweis erscheint auf dem Display.
Über die Lauftaste " � " erscheint auf dem Display die Anzeige
"Max-Wert" und der entsprechende Meßwert wird angezeigt.
Über die Lauftaste "� " erscheint die Anzeige
"Min-Wert" und der entsprechende Meßwert wird angezeigt
(mit Ausnahme des Wertes des Luftdrucks). Nach erneutem
Drücken der Hold-Taste � wird die Messung fortgesetzt.
Durch Ein/Ausschalten werden die Min/Max-Werte zurückgesetzt.
Alle Einstellungen und Kalibrierwerte bleiben erhalten.
Das Gerät schaltet sich automatisch 30 Minuten nach der
letzten Benutzung aus, außer wenn das Gerät an den PC,
die Großanzeige oder den Data-Logger angeschlossen ist.
• Anschluß an Großanzeige
Der Anschluß des Hand-Sauerstoffmeßgerätes an die
Großanzeige (666 250) ist über die eingebaute serielle
Schnittstelle und ein Anschlußkabel, das sich im Lieferumfang
der Großanzeige befindet, möglich. Dadurch kann das
Handmeßgerät als Demonstrationsmeßgerät mit einer
26 mm hohen roten LED-Anzeige benutzt werden, in diesem
Fall erfolgt die Stromversorgung des Handmeßgerätes
über die Großanzeige. Auf der Rückseite der Großanzeige
befindet sich eine Stativklemme zur Befestigung an allen
üblichen Stativaufbauten.
Gleichzeitig bietet die Großanzeige einen Schreiber- (Analog-)
und Druckerausgang (Centronics), wodurch bei Langzeitversuchen
problemlos die Meßwerte zu registrieren sind.
• Meßwerterfassung mit dem Computer
Das Computeranschlußkabel (666 251) ermöglicht den direkten
Anschluß des Handmeßgerätes an die serielle
Schnittstelle (9-polig) des Computers. Die zum Lieferumfang
des Computeranschlußkabels gehörende komfortable
Windows-Software macht aus den Handmeßgeräten ein
modernes Meßwerterfassungssystem. Nähere Hinweise
dazu finden Sie in den Software-Informationen, außerdem
ein Versuchsbeispiel mit dem Hand-Sauerstoffmeßgerät,
unter dem Thema: "Photosynthese einer Wasserpflanze ".
4 Batteriewechsel
Bei verbrauchter Batterie erscheint im Display das Batteriesymbol.
Gerät ausschalten. Abdeckung des Batteriefachs � durch
Schieben nach rechts oder links entfernen und die Batterie entnehmen.
Neue Batterie oder einen Akku mit der Batterieanschlußklemme
verbinden. Angeschlossene Batterie ins Batteriefach
schieben und mit der Abdeckung verschließen. Gegebenenfalls
das Gerät ausschalten. Alle Kalibrierdaten bleiben bei
Batteriewechsel erhalten.
Verbrauchte Batterie ordnungsgemäß entsorgen.
4
• Measuring
Switch on the instrument by pressing the ON/OFF key. The
device executes a brief function test (1 second) in which all
display elements light up, before automatically switching to
polarization mode. The indicator "POL" appears in the
display.
The analog indicator shows the course of polarization.
Once polarization is finished (approx. 10 minutes), the
instrument automatically switches to the last measuring
mode used. Immerse the measuring cell in the sample
solution and agitate it with even, circular stirring motions.
By pressing the switchover keys "� " or "� ", you can skip
the polarization.
You can also use the switchover keys "� " or "� " to
manually switch between measured-value display of hPA,
%, mg/l and °C. Pressing the Hold key � "freezes" the
measured value; a corresponding indicator appears in the
display. Pressing the switchover key "� " causes the instrument
to display the message "MAX" along with the
corresponding maximum measured value. Pressing the
switchover key "� " causes the instrument to display the
message "MIN" along with the corresponding minimum
measured value (except for the air-pressure value). Pressing
the Hold key � again continues the measurement. Switching
the device on and off resets the minimum and maximum
values. All settings and calibration values are retained.
The device switches itself off automatically 30 minutes after
the last use, except when the instrument is connected to
the PC, the large digital display or the data logger.
• Connecting the large digital display
The hand-held luxmeter can be connected to the large digital
display (666 250) via the built-in serial interface; the connection
cable is included with the display. The large digital
display allows you to use the hand-held meter as a demonstration
measuring instrument with a 26 mm high red
LED display. In this case, the voltage supply for the handheld
meter is supplied via the large digital display. The rear
of the large digital display is fitted with a stand clamp for
mounting in all common stand configurations. At the same
time, the large digital display can be connected to a chart
recorder (via the analog output) or printer (via the Centronics
port), for easy and problem-free long-term experiments.
• Recording measured values via the computer
Using the computer connection cable (666 251), you can
connect your hand-held meter directly to the serial interface
(9-pin) of your computer. The user-friendly Windows
software included in the scope of supply of the computer
connection cable turns the hand-held measuring instruments
into a modern measurement data acquisition system.
For more information, see the README file as well as an
experiment example with the hand-held oxygen measuring
instrument, under the topic: "Photosynthesis of an aquatic
plant".
4 Changing the battery
When the battery is low, the battery symbol appears in the display.
Switch off the instrument, and remove the cover of the battery
compartment � by pushing it to the right or the left; then remove
the battery. Attach a new battery to the battery connection
terminals. Slide the connected battery into the battery compartment
and close it with the cover. Switch off the instrument again
if necessary. All calibration data are retained when changing
the battery.
Dispose of the dead battery properly.

5 Fehlersuche
Fehlermeldung E1 (Error 1) erscheint im Display: Temperaturbereich
unter- bzw. überschritten. Eine Messung ist in diesem
Temperaturbereich nicht möglich
Fehlermeldung E2 (Error 2) erscheint im Display: kein Sensor
angeschlossen oder Sensor ist defekt.
Sensor anschließen, prüfen ob genügend Elektrolyt vorhanden
ist und gegebenenfalls nachfüllen, oder Membrankopf austauschen.
(Siehe Gebrauchsanweisung zu 667 458).
Fehlermeldung E3 (Error 3) erscheint im Display: Kalibrierung
fehlerhaft.
CAL drücken und Kalibrierung wiederholen.
Zum Betrieb des Gerätes zusätzlich empfehlenswert:
Zubehörset zur Sauerstoffelektrode 667 451
bestehend aus:
5 Ersatz-Membranköpfe
50 ml Sauerstoff-Elektrolyt
6 Doppelspießampullen Nullpunkt-Lösung
empfehlenswertes Verbrauchsmaterial
Zur alternativen Selbstherstellung der Elektrolyt- und Nullpunktlösung:
673 741 Trinatrium-phosphat-12-hydrat, (250 g)
Zur Herstellung der ca. 5%-igen Elektrolytlösung
673 780 Natriumsulfit, (100 g)
Zur Herstellung einer gesättigten Lösung für die Einstellung
des 0%-Wertes
5 Fault-finding
Error message E1 (Error 1) appears in the display: the instrument
is out of the temperature range. You cannot measure in
this temperature range.
Error message E2 (Error 2) appears in the display: no sensor
connected or sensor is defective.
Connect the sensor, check whether there is enough electrolyte
and refill this as necessary, or replace the membrane head.
(see Instruction Sheet for 667 458).
Error message E3 (Error 3) appears in the display: incorrect
calibration.
Press CAL and repeat the calibration
Additionally recommended for using the instrument:
Accessories kit for oxygen electrode 667 451
consisting of
5 spare membrane heads
50 ml oxygen electrolyte
6 double-tip ampules of zero-point solution
Recommended consumables
For alternative self-preparation of electrolyte and zero-point
solution:
673 741 tribasic sodium phosphate dodecahydrate, (250 g)
for preparing the approx. 5% electrolyte solution
673 780 sodium sulfite, (100 g)
for preparing a saturated solution for setting the 0% value
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