Senzorii optici de oxigen dizolvat (ODO), cunoscuți și sub denumirea de senzori bazați pe fluorescență, reprezintă o tehnologie modernă care contrastează cu metodele tradiționale cu electrozi cu membrană (celulele Clark). Caracteristica lor principală este utilizarea stingerii fluorescenței pentru a măsura concentrația de oxigen dizolvat în apă.
Principiul de funcționare:
Vârful senzorului este acoperit cu o membrană impregnată cu un colorant fluorescent. Când acest colorant este excitat de o anumită lungime de undă a luminii albastre, emite lumină roșie. Dacă în apă sunt prezente molecule de oxigen, acestea se ciocnesc cu moleculele de colorant excitate, provocând o reducere a intensității fluorescenței și o durată de viață a fluorescenței mai scurtă. Prin măsurarea acestei modificări a duratei de viață sau a intensității fluorescenței, concentrația de oxigen dizolvat poate fi calculată cu precizie.
Caracteristici cheie:
- Fără consum de oxigen, fără electroliți:
- Aceasta este cea mai fundamentală diferență față de metoda cu electrod cu membrană. Senzorii optici nu consumă oxigen din probă, oferind rezultate mai precise, în special în cazul corpurilor de apă cu debit redus sau statice.
- Nu este nevoie să înlocuiți electroliții sau membranele, reducând semnificativ întreținerea.
- Întreținere redusă, stabilitate ridicată:
- Fără probleme cu înfundarea membranei, otrăvirea electrozilor sau contaminarea electroliților.
- Intervale lungi de calibrare, adesea necesitând calibrarea doar la câteva luni sau chiar mai mult.
- Răspuns rapid și precizie ridicată:
- Răspuns foarte rapid la modificările oxigenului dizolvat, permițând captarea în timp real a modificărilor dinamice ale calității apei.
- Măsurătorile nu sunt afectate de viteza de curgere sau de substanțele interferente, cum ar fi sulfurile, oferind o precizie și o stabilitate superioare în comparație cu metodele tradiționale.
- Derivă minimă pe termen lung:
- Proprietățile colorantului fluorescent sunt foarte stabile, rezultând o deviație minimă a semnalului și asigurând fiabilitatea măsurătorilor pe termen lung.
- Ușurință în utilizare:
- De obicei, plug-and-play, fără a fi necesar un timp lung de polarizare după pornire; gata pentru măsurare imediată.
Dezavantaje:
- Cost inițial mai mare: De obicei, mai scump decât senzorii tradiționali cu electrozi cu membrană.
- Membrana fluorescentă are o durată de viață finită: Deși este de lungă durată (de obicei 1-3 ani), membrana se va fotodegrada sau se va murdări în cele din urmă și va necesita înlocuire.
- Potențială murdărire cu uleiuri și alge: Un strat gros de ulei sau bio-colmatare pe suprafața senzorului poate interfera cu excitația și recepția luminii, necesitând curățarea.
2. Scenarii de aplicare
Datorită caracteristicilor lor excelente, senzorii optici de oxigen dizolvat sunt utilizați pe scară largă în diverse domenii care necesită monitorizare continuă și precisă a oxigenului dizolvat:
- Stații de epurare a apelor uzate:
- O aplicație critică. Folosită pentru monitorizarea dioxidului dizolvat (OD) în rezervoarele de aerare și zonele aerobe/anaerobe pentru a optimiza aerarea, permițând un control precis pentru economisirea energiei și o eficiență îmbunătățită a tratamentului.
- Monitorizarea corpurilor de apă naturale (râuri, lacuri, rezervoare):
- Utilizat în stațiile de monitorizare a mediului pentru a evalua capacitatea de autoepurare a unui corp de apă, starea de eutrofizare și potențiala hipoxie, furnizând date pentru protecția ecologică.
- Acvacultură:
- Oxidarea dizolvată (OD) este esențială în acvacultură. Senzorii optici permit monitorizarea 24/7 a iazurilor și rezervoarelor. Aceștia pot declanșa alarme și pot activa automat aeratoarele atunci când nivelurile scad prea mult, prevenind moartea peștilor și protejând producția.
- Cercetare științifică:
- Utilizat în studii oceanografice, studii limnologice și experimente ecotoxicologice unde datele DO de înaltă precizie și cu interferență redusă sunt esențiale.
- Apă de proces industrial:
- În sisteme precum apa de răcire a centralelor electrice și a uzinelor chimice, monitorizarea dioxidului dizolvat (OD) este necesară pentru a controla coroziunea și bioincrustarea.
3. Studiu de caz aplicativ în Filipine
Fiind o națiune arhipelagică, economia Filipinelor se bazează în mare măsură pe acvacultură și turism, confruntându-se totodată cu provocări legate de poluarea apei din cauza urbanizării. Prin urmare, monitorizarea calității apei, în special a oxigenului dizolvat, este de o importanță critică.
Studiu de caz: Sistem inteligent de monitorizare și aerare a dioxidului dizolvat în zonele de acvacultură Laguna de Bay
Fundal:
Laguna de Bay este cel mai mare lac din Filipine, zonele înconjurătoare fiind cruciale pentru acvacultură, în principal pentru Tilapia și Milkfish (Bangus). Cu toate acestea, lacul se confruntă cu amenințări din cauza eutrofizării. În lunile fierbinți de vară, stratificarea apei poate duce la hipoxie în straturile mai adânci, provocând adesea ucideri masive de pești („ucideri de pești”), rezultând pierderi economice semnificative pentru fermieri.
Soluție de aplicație:
Biroul pentru Pescuit și Resurse Acvatice (BFAR), în colaborare cu administrațiile locale, a promovat utilizarea unui sistem inteligent de monitorizare și control al calității apei, bazat pe senzori optici de oxigen dizolvat, în fermele comerciale de mari dimensiuni și în zonele cheie ale lacului.
Componente ale sistemului și flux de lucru:
- Noduri de monitorizare: Geamanduri multiparametrice pentru calitatea apei, echipate cu senzori optici de dioxid de carbon, au fost amplasate în diferite puncte ale iazurilor piscicole (în special în zonele mai adânci) și în locații cheie din lac. Acești senzori au fost aleși deoarece:
- Întreținere redusă: Funcționarea lor îndelungată, fără întreținere, este ideală pentru zonele cu personal tehnic limitat.
- Rezistență la interferențe: Mai puțin predispus la defecțiuni cauzate de murdărire în apele acvaculturii bogate în conținut organic și tulburi.
- Date în timp real: Capabile să furnizeze date în fiecare minut, permițând detectarea rapidă a scăderilor bruște de dioxid de carbon.
- Transmiterea datelor: Datele senzorilor sunt transmise în timp real prin intermediul rețelelor wireless (de exemplu, GPRS/4G sau LoRa) către o platformă cloud și aplicațiile mobile ale fermierilor.
- Control inteligent și avertizare timpurie:
- Partea platformei: Platforma cloud este setată cu praguri de alarmă DO (de exemplu, sub 3 mg/L).
- Partea utilizatorului: Fermierii primesc alerte sonore/vizuale, SMS-uri sau notificări prin aplicație.
- Control automat: Sistemul poate activa automat aeratoarele până când nivelurile de dioxid de carbon sunt readuse la un interval de siguranță.
Rezultate:
- Mortalitate redusă a peștilor: Avertismentele timpurii și aerarea automată au prevenit cu succes multiple evenimente de ucidere a peștilor cauzate de niveluri extrem de scăzute de dizolvat oxigen în timpul nopții sau al dimineții devreme.
- Eficiență agricolă îmbunătățită: Fermierii pot gestiona hrănirea și aerarea într-un mod mai științific, reducând costurile cu energia electrică (evitând funcționarea 24/7 a aeratoarelor) și îmbunătățind ratele de conversie a hranei și ratele de creștere ale peștilor.
- Date pentru managementul mediului: Stațiile de monitorizare din lac furnizează BFAR date spatiotemporale pe termen lung privind dizolvarea oxizilor (OD), ajutând la analizarea tendințelor de eutrofizare și la formularea unor politici mai științifice de gestionare a lacurilor.
Rezumat:
În țările în curs de dezvoltare precum Filipine, unde acvacultura se confruntă cu riscuri ridicate, iar infrastructura poate fi pusă la încercare, senzorii optici de oxigen dizolvat s-au dovedit a fi un instrument tehnologic ideal pentru acvacultura de precizie și managementul inteligent al mediului, datorită durabilității, întreținerii reduse și fiabilității ridicate. Aceștia nu numai că ajută fermierii să atenueze riscurile și să crească veniturile, dar oferă și un suport puternic în materie de date pentru protejarea prețioaselor ecosisteme acvatice din Filipine.
De asemenea, putem oferi o varietate de soluții pentru
1. Aparat de măsurare portabil pentru calitatea apei cu parametri multipli
2. Sistem de geamandură plutitoare pentru calitatea apei multiparametrică
3. Perie de curățare automată pentru senzorul de apă multiparametric
4. Set complet de servere și modul wireless software, suportă RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Pentru mai mult SENZOR informaţii,
Vă rugăm să contactați Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Site-ul web al companiei:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Data publicării: 30 oct. 2025