Optični senzorji raztopljenega kisika (ODO), znani tudi kot senzorji na osnovi fluorescence, so sodobna tehnologija, ki se razlikuje od tradicionalnih metod z membranskimi elektrodami (Clarkove celice). Njihova glavna značilnost je uporaba gašenja fluorescence za merjenje koncentracije raztopljenega kisika v vodi.
Načelo delovanja:
Konica senzorja je prekrita z membrano, impregnirano s fluorescentnim barvilom. Ko to barvilo vzbudi določena valovna dolžina modre svetlobe, oddaja rdečo svetlobo. Če so v vodi prisotne molekule kisika, trčijo v vzbujene molekule barvila, kar povzroči zmanjšanje intenzivnosti fluorescence in krajši čas trajanja fluorescence. Z merjenjem te spremembe časa trajanja ali intenzivnosti fluorescence je mogoče natančno izračunati koncentracijo raztopljenega kisika.
Ključne značilnosti:
- Brez porabe kisika, brez elektrolita:
- To je najpomembnejša razlika od metode z membransko elektrodo. Optični senzorji ne porabljajo kisika iz vzorca, kar zagotavlja natančnejše rezultate, zlasti v vodnih telesih z nizkim pretokom ali v mirujočih vodnih telesih.
- Ni treba menjati elektrolitov ali membran, kar znatno zmanjša vzdrževanje.
- Nizko vzdrževanje, visoka stabilnost:
- Ni težav z zamašitvijo membrane, zastrupitvijo elektrod ali kontaminacijo elektrolitov.
- Dolgi intervali kalibracije, ki pogosto zahtevajo kalibracijo le vsakih nekaj mesecev ali celo dlje.
- Hiter odziv in visoka natančnost:
- Zelo hiter odziv na spremembe raztopljenega kisika, kar omogoča zajemanje dinamičnih sprememb kakovosti vode v realnem času.
- Na meritve ne vpliva hitrost pretoka ali moteče snovi, kot so sulfidi, kar zagotavlja vrhunsko natančnost in stabilnost v primerjavi s tradicionalnimi metodami.
- Minimalno dolgoročno odstopanje:
- Lastnosti fluorescentnega barvila so zelo stabilne, kar ima za posledico minimalno odstopanje signala in zagotavlja dolgoročno zanesljivost meritev.
- Enostavnost uporabe:
- Običajno se priklopi in uporabi, brez dolgotrajnega časa polarizacije po zagonu; pripravljeno za takojšnjo meritev.
Slabosti:
- Višji začetni stroški: Običajno so dražji od tradicionalnih membranskih elektrodnih senzorjev.
- Fluorescentna membrana ima omejeno življenjsko dobo: Čeprav je dolgo obstojna (običajno 1-3 leta), se membrana sčasoma fotodegradira ali umaže in jo je treba zamenjati.
- Potencialno onesnaženje z oljem in algami: Debela plast olja ali biološke umazanije na površini senzorja lahko moti vzbujanje in sprejem svetlobe, zaradi česar je potrebno čiščenje.
2. Scenariji uporabe
Zaradi svojih odličnih lastnosti se optični senzorji raztopljenega kisika pogosto uporabljajo na različnih področjih, ki zahtevajo neprekinjeno in natančno spremljanje raztopljenega kisika:
- Čistilne naprave:
- Kritična aplikacija. Uporablja se za spremljanje raztopljenega kisika (RK) v prezračevalnih rezervoarjih in aerobnih/anaerobnih conah za optimizacijo prezračevanja, kar omogoča natančen nadzor za prihranek energije in izboljšano učinkovitost čiščenja.
- Spremljanje naravnih vodnih teles (reke, jezera, akumulacijske vode):
- Uporablja se v postajah za spremljanje okolja za oceno samočistilne sposobnosti vodnega telesa, stanja evtrofikacije in morebitne hipoksije, kar zagotavlja podatke za ekološko varstvo.
- Ribogojstvo:
- Raztopljeni kisik je življenjska bilka akvakulture. Optični senzorji omogočajo 24/7 spremljanje v ribnikih in rezervoarjih. Lahko sprožijo alarme in samodejno aktivirajo prezračevalnike, ko gladina pade prenizko, s čimer preprečijo pogin rib in zaščitijo proizvodnjo.
- Znanstvene raziskave:
- Uporablja se v oceanografskih raziskavah, limnoloških študijah in ekotoksikoloških poskusih, kjer so bistveni visoko natančni podatki o raztopljenem kisiku z nizko interferenco.
- Industrijska procesna voda:
- V sistemih, kot so hladilna voda za elektrarne in kemične tovarne, spremljanje raztopljenega kisika za nadzor korozije in biološkega obraščanja.
3. Študija primera uporabe na Filipinih
Filipini so kot arhipelaška država močno odvisni od akvakulture in turizma, hkrati pa se soočajo tudi z izzivi onesnaževanja vode zaradi urbanizacije. Zato je spremljanje kakovosti vode, zlasti raztopljenega kisika, izjemno pomembno.
Študija primera: Pametni sistem za spremljanje in prezračevanje raztopljenega kisika v ribogojnih conah Laguna de Bay
Ozadje:
Laguna de Bay je največje jezero na Filipinih, okoliška območja pa so ključnega pomena za ribogojstvo, predvsem za tilapijo in mlečno ribo (Bangus). Vendar pa je jezero ogroženo zaradi evtrofikacije. V vročih poletnih mesecih lahko stratifikacija vode povzroči hipoksijo v globljih plasteh, kar pogosto povzroči množičen pogin rib (»pogin rib«), kar ima za posledico znatne gospodarske izgube za kmete.
Rešitev za uporabo:
Urad za ribištvo in vodne vire (BFAR) je v sodelovanju z lokalnimi oblastmi spodbujal uporabo inteligentnega sistema za spremljanje in nadzor kakovosti vode, ki temelji na optičnih senzorjih raztopljenega kisika na velikih komercialnih kmetijah in ključnih območjih jezera.
Sistemske komponente in potek dela:
- Spremljevalna vozlišča: Na različnih točkah v ribnikih (zlasti na globljih območjih) in ključnih lokacijah v jezeru so bile nameščene večparametrske boje za kakovost vode, opremljene z optičnimi senzorji raztopljenega kisika. Ti senzorji so bili izbrani, ker:
- Nizko vzdrževanje: Njihovo dolgotrajno delovanje brez vzdrževanja je idealno za območja z omejenim tehničnim osebjem.
- Odpornost na motnje: Manjša nagnjenost k okvaram zaradi obraščanja v organsko bogatih in motnih ribogojnih vodah.
- Podatki v realnem času: Zmožnost zagotavljanja podatkov vsako minuto, kar omogoča hitro zaznavanje nenadnih padcev raztopine kisika.
- Prenos podatkov: Podatki senzorjev se v realnem času prenašajo prek brezžičnih omrežij (npr. GPRS/4G ali LoRa) na platformo v oblaku in mobilne aplikacije kmetov.
- Pametno upravljanje in zgodnje opozarjanje:
- Na strani platforme: Platforma v oblaku ima nastavljene pragove alarma za raztopljeni kisik (npr. pod 3 mg/L).
- Uporabniška stran: Kmetje prejemajo zvočna/vizualna opozorila, SMS-e ali obvestila aplikacije.
- Samodejno upravljanje: Sistem lahko samodejno aktivira prezračevalnike, dokler se ravni raztopljenega kisika ne vrnejo v varno območje.
Rezultati:
- Zmanjšana umrljivost rib: Zgodnja opozorila in samodejno prezračevanje so uspešno preprečili več poginov rib, ki so jih povzročile kritično nizke ravni raztopljenega kisika ponoči ali zgodaj zjutraj.
- Izboljšana učinkovitost kmetovanja: Kmetje lahko bolj znanstveno upravljajo s krmljenjem in prezračevanjem, kar zmanjša stroške električne energije (z izogibanjem 24/7 neprekinjenemu delovanju prezračevalnikov) ter izboljša razmerja konverzije krme in stopnje rasti rib.
- Podatki za upravljanje okolja: Spremljevalne postaje v jezeru zagotavljajo BFAR dolgoročne prostorsko-časovne podatke o raztopljenem kisiku, kar pomaga pri analizi trendov evtrofikacije in oblikovanju bolj znanstvenih politik upravljanja jezera.
Povzetek:
V državah v razvoju, kot so Filipini, kjer se akvakultura sooča z velikimi tveganji in je lahko infrastruktura ogrožena, so se optični senzorji raztopljenega kisika zaradi svoje vzdržljivosti, nizkih vzdrževalnih stroškov in visoke zanesljivosti izkazali za idealno tehnološko orodje za precizno akvakulturo in pametno upravljanje okolja. Kmetom ne pomagajo le ublažiti tveganja in povečati dohodek, temveč zagotavljajo tudi močno podatkovno podporo za zaščito dragocenih vodnih ekosistemov Filipinov.
Ponujamo vam lahko tudi različne rešitve za
1. Ročni merilnik za večparametrsko merjenje kakovosti vode
2. Sistem plavajočih boj za večparametrsko kakovost vode
3. Samodejna čistilna krtača za večparametrski senzor vode
4. Celoten komplet strežnikov in programskega brezžičnega modula, podpira RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Za več informacij o senzorjih informacije,
Prosimo, obrnite se na podjetje Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Spletna stran podjetja:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas objave: 30. oktober 2025