Оптичні датчики розчиненого кисню (ODO), також відомі як датчики на основі флуоресценції, – це сучасна технологія, яка відрізняється від традиційних методів мембранних електродів (елементів Кларка). Їхньою основною особливістю є використання гасіння флуоресценції для вимірювання концентрації розчиненого кисню у воді.
Принцип роботи:
Кінчик датчика покритий мембраною, просоченою флуоресцентним барвником. Коли цей барвник збуджується певною довжиною хвилі синього світла, він випромінює червоне світло. Якщо у воді присутні молекули кисню, вони стикаються зі збудженими молекулами барвника, що призводить до зменшення інтенсивності флуоресценції та скорочення часу життя флуоресценції. Вимірюючи цю зміну часу життя або інтенсивності флуоресценції, можна точно розрахувати концентрацію розчиненого кисню.
Ключові характеристики:
- Без споживання кисню, без електроліту:
- Це найфундаментальніша відмінність від методу мембранного електрода. Оптичні датчики не споживають кисень зі зразка, що забезпечує точніші результати, особливо у водоймах із низьким потоком або у статичних водоймах.
- Немає потреби замінювати електроліти чи мембрани, що значно зменшує витрати на технічне обслуговування.
- Низький рівень обслуговування, висока стабільність:
- Немає проблем із засміченням мембрани, отруєнням електродів або забрудненням електроліту.
- Тривалі інтервали калібрування, часто вимагають калібрування лише кожні кілька місяців або навіть довше.
- Швидка реакція та висока точність:
- Дуже швидка реакція на зміни розчиненого кисню, що дозволяє фіксувати динамічні зміни якості води в режимі реального часу.
- На вимірювання не впливає швидкість потоку або речовини, що заважають, такі як сульфіди, що забезпечує вищу точність і стабільність порівняно з традиційними методами.
- Мінімальний довгостроковий дрейф:
- Властивості флуоресцентного барвника дуже стабільні, що призводить до мінімального дрейфу сигналу та забезпечує довготривалу надійність вимірювань.
- Зручність використання:
- Зазвичай, підключається за принципом «підключи та працюй», не потребує тривалого часу поляризації після запуску; готовий до негайного вимірювання.
Недоліки:
- Вища початкова вартість: зазвичай дорожча за традиційні мембранні електродні датчики.
- Флуоресцентна мембрана має обмежений термін служби: хоча вона довговічна (зазвичай 1-3 роки), з часом мембрана фотодеградує або забруднюється та потребує заміни.
- Потенційне забруднення оліями та водоростями: товстий шар олії або біообрастання на поверхні датчика може перешкоджати збудженню та прийому світла, що вимагатиме очищення.
2. Сценарії застосування
Завдяки своїм чудовим характеристикам, оптичні датчики розчиненого кисню широко використовуються в різних галузях, що вимагають безперервного та точного моніторингу розчиненого кисню:
- Очисні споруди стічних вод:
- Критично важливе застосування. Використовується для моніторингу розчиненого розчину (РК) в аеротенках та аеробних/анаеробних зонах з метою оптимізації аерації, що дозволяє точно контролювати процес, заощаджуючи енергію та підвищуючи ефективність очищення.
- Моніторинг природних водойм (річок, озер, водосховищ):
- Використовується на станціях моніторингу навколишнього середовища для оцінки здатності водойми до самоочищення, стану евтрофікації та потенційної гіпоксії, надаючи дані для екологічного захисту.
- Аквакультура:
- Розчинений розчин (DO) – це рятівний круг аквакультури. Оптичні датчики дозволяють цілодобово контролювати стан ставків та резервуарів. Вони можуть вмикати сигналізацію та автоматично активувати аератори, коли рівень води падає занадто низько, запобігаючи загибелі риби та захищаючи виробництво.
- Наукові дослідження:
- Використовується в океанографічних дослідженнях, лімнологічних дослідженнях та екотоксикологічних експериментах, де важливі високоточні дані про розчинений розчин з низьким рівнем перешкод.
- Промислова технологічна вода:
- У таких системах, як охолоджувальна вода електростанцій та хімічних заводів, моніторинг розчиненого розчину для контролю корозії та біообростання.
3. Тематичне дослідження застосування на Філіппінах
Як архіпелажна країна, економіка Філіппін значною мірою залежить від аквакультури та туризму, водночас стикаючись із проблемами забруднення води внаслідок урбанізації. Тому моніторинг якості води, особливо розчиненого кисню, є критично важливим.
Тематичне дослідження: Розумна система моніторингу та аерації розчиненого розчину в аквакультурних зонах Лагуна-де-Бей
Передумова:
Лагуна-де-Бей – найбільше озеро на Філіппінах, а навколишні райони мають вирішальне значення для аквакультури, головним чином для тілапії та молочаю (бангус). Однак озеро стикається з загрозою евтрофікації. У спекотні літні місяці стратифікація води може призвести до гіпоксії в глибших шарах, що часто спричиняє масову загибель риби («загибель риби») та, у свою чергу, завдає значних економічних втрат фермерам.
Рішення для застосування:
Бюро рибальства та водних ресурсів (BFAR) у співпраці з місцевими органами влади сприяло використанню інтелектуальної системи моніторингу та контролю якості води на основі оптичних датчиків розчиненого кисню на великих комерційних фермах та ключових ділянках озера.
Компоненти системи та робочий процес:
- Вузли моніторингу: Буї для багатопараметричного контролю якості води, оснащені оптичними датчиками розчиненого розчину, були розміщені в різних точках рибних ставків (особливо в глибших районах) та ключових місцях озера. Ці датчики були обрані тому, що:
- Низькі витрати на обслуговування: Їх тривала експлуатація без потреби в обслуговуванні ідеально підходить для районів з обмеженим технічним персоналом.
- Стійкість до перешкод: Менша схильність до руйнування через забруднення в багатих на органічні речовини та каламутних аквакультурних водах.
- Дані в режимі реального часу: Здатні надавати дані щохвилини, що дозволяє швидко виявляти раптові падіння розчиненого розчину.
- Передача даних: Дані датчиків передаються в режимі реального часу через бездротові мережі (наприклад, GPRS/4G або LoRa) на хмарну платформу та мобільні додатки фермерів.
- Розумне керування та раннє попередження:
- На стороні платформи: На хмарній платформі встановлено порогові значення сигналізації щодо розчиненого розчиненого азоту (наприклад, нижче 3 мг/л).
- Сторона користувача: Фермери отримують звукові/візуальні сповіщення, SMS або сповіщення у додатку.
- Автоматичне керування: Система може автоматично активувати аератори, доки рівень розчиненого розчину не відновиться до безпечного діапазону.
Результати:
- Зниження смертності риби: Раннє попередження та автоматична аерація успішно запобігли численним випадкам загибелі риби, спричиненим критично низьким рівнем розчиненого розчину вночі або рано вранці.
- Підвищена ефективність сільського господарства: Фермери можуть більш науково керувати годівлею та аерацією, зменшуючи витрати на електроенергію (уникаючи цілодобової роботи аераторів) та покращуючи коефіцієнти конверсії корму та темпи росту риби.
- Дані для управління навколишнім середовищем: Станції моніторингу в озері надають BFAR довгострокові просторово-часові дані про розчинений розчин, допомагаючи аналізувати тенденції евтрофікації та формулювати більш наукову політику управління озером.
Короткий зміст:
У країнах, що розвиваються, таких як Філіппіни, де аквакультура стикається з високими ризиками, а інфраструктура може бути проблемною, оптичні датчики розчиненого кисню виявилися ідеальним технологічним інструментом для точної аквакультури та розумного управління навколишнім середовищем завдяки своїй довговічності, низьким потребам у обслуговуванні та високій надійності. Вони не лише допомагають фермерам зменшити ризики та збільшити доходи, але й забезпечують потужну підтримку даних для захисту цінних водних екосистем Філіппін.
Ми також можемо запропонувати різноманітні рішення для
1. Портативний вимірювач для багатопараметричного вимірювання якості води
2. Система плавучих буїв для багатопараметричного контролю якості води
3. Щітка для автоматичного очищення багатопараметричного датчика води
4. Повний комплект серверів та програмного бездротового модуля, підтримує RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для отримання додаткової інформації про ДАТЧИК інформація,
будь ласка, зв'яжіться з компанією Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Вебсайт компанії:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Час публікації: 30 жовтня 2025 р.