Optiniai ištirpusio deguonies (ODO) jutikliai, dar vadinami fluorescencijos jutikliais, yra moderni technologija, kuri skiriasi nuo tradicinių membraninių elektrodų metodų (Clarko celių). Jų pagrindinė savybė yra fluorescencijos gesinimo naudojimas ištirpusio deguonies koncentracijai vandenyje matuoti.
Veikimo principas:
Jutiklio galiukas padengtas membrana, impregnuota fluorescenciniais dažais. Kai šie dažai sužadinami tam tikro bangos ilgio mėlyna šviesa, jie skleidžia raudoną šviesą. Jei vandenyje yra deguonies molekulių, jos susiduria su sužadintomis dažų molekulėmis, todėl sumažėja fluorescencijos intensyvumas ir sutrumpėja fluorescencijos gyvavimo trukmė. Išmatavus šį fluorescencijos gyvavimo trukmės arba intensyvumo pokytį, galima tiksliai apskaičiuoti ištirpusio deguonies koncentraciją.
Pagrindinės charakteristikos:
- Nėra deguonies suvartojimo, nėra elektrolitų:
- Tai yra pats esminis skirtumas nuo membraninio elektrodo metodo. Optiniai jutikliai nevartoja deguonies iš mėginio, todėl gaunami tikslesni rezultatai, ypač mažo srauto arba statiniuose vandens telkiniuose.
- Nereikia keisti elektrolitų ar membranų, todėl žymiai sumažėja priežiūra.
- Maža priežiūra, didelis stabilumas:
- Jokių problemų dėl membranos užsikimšimo, elektrodų apsinuodijimo ar elektrolitų užteršimo.
- Ilgi kalibravimo intervalai, dažnai reikalaujantys kalibravimo tik kas kelis mėnesius ar net ilgiau.
- Greitas reagavimas ir didelis tikslumas:
- Labai greitas reagavimas į ištirpusio deguonies pokyčius, leidžiantis realiuoju laiku užfiksuoti dinaminius vandens kokybės pokyčius.
- Matavimams įtakos neturi srauto greitis ar trukdančios medžiagos, tokios kaip sulfidai, todėl, palyginti su tradiciniais metodais, pasiekiamas didesnis tikslumas ir stabilumas.
- Minimalus ilgalaikis dreifas:
- Fluorescencinių dažų savybės yra labai stabilios, todėl signalo poslinkis yra minimalus ir užtikrinamas ilgalaikis matavimo patikimumas.
- Naudojimo paprastumas:
- Paprastai „plug-and-play“ tipo, be ilgo poliarizacijos laiko po paleidimo; paruoštas tiesioginiam matavimui.
Trūkumai:
- Didesnė pradinė kaina: Paprastai brangesni nei tradiciniai membraninių elektrodų jutikliai.
- Fluorescencinės membranos tarnavimo laikas yra ribotas: nors ji tarnauja ilgai (paprastai 1–3 metus), galiausiai membrana suyra fotodegradacijos metu arba užsiteršia ir ją reikia pakeisti.
- Galimas užsiteršimas aliejais ir dumbliais: storas alyvos arba biologinių apnašų sluoksnis ant jutiklio paviršiaus gali trukdyti šviesos sužadinimui ir priėmimui, todėl reikia valyti.
2. Taikymo scenarijai
Dėl puikių savybių optiniai ištirpusio deguonies jutikliai plačiai naudojami įvairiose srityse, kuriose reikalingas nuolatinis ir tikslus ištirpusio deguonies stebėjimas:
- Nuotekų valymo įrenginiai:
- Svarbus pritaikymas. Naudojamas ištirpusio deguonies (DO) stebėjimui aeracijos rezervuaruose ir aerobinėse/anaerobinėse zonose, siekiant optimizuoti aeraciją, tiksliai valdyti energiją ir pagerinti valymo efektyvumą.
- Natūralių vandens telkinių (upių, ežerų, rezervuarų) monitoringas:
- Naudojamas aplinkos monitoringo stotyse vandens telkinio savaiminio apsivalymo pajėgumui, eutrofikacijos būklei ir galimai hipoksijai įvertinti, pateikiant duomenis ekologinei apsaugai.
- Akvakultūra:
- Išorėžiai yra akvakultūros gyvybės linija. Optiniai jutikliai leidžia stebėti tvenkinius ir rezervuarus visą parą. Jie gali įjungti signalizaciją ir automatiškai aktyvuoti aeratorius, kai lygis per žemas, taip užkertant kelią žuvų žūčiai ir apsaugant gamybą.
- Moksliniai tyrimai:
- Naudojamas okeanografiniuose tyrimuose, limnologiniuose tyrimuose ir ekotoksikologijos eksperimentuose, kur būtini didelio tikslumo, mažos trukdžių turintys ištirpusio deguonies duomenys.
- Pramoninis technologinis vanduo:
- Tokiose sistemose kaip elektrinių ir chemijos gamyklų aušinimo vanduo, DO stebėjimas siekiant kontroliuoti koroziją ir biologinį užsiteršimą.
3. Taikymo atvejo analizė Filipinuose
Filipinų, kaip salyno valstybės, ekonomika labai priklauso nuo akvakultūros ir turizmo, be to, jie susiduria su urbanizacijos keliamomis vandens taršos problemomis. Todėl vandens kokybės, ypač ištirpusio deguonies, stebėsena yra nepaprastai svarbi.
Atvejo analizė: išmanioji ištirpusio deguonies stebėjimo ir aeravimo sistema Laguna de Bay akvakultūros zonose
Kontekstas:
Laguna de Bay yra didžiausias ežeras Filipinuose, o aplinkinės teritorijos yra labai svarbios akvakultūrai, pirmiausia tilapijai ir pienžuvėms (Bangus). Tačiau ežerui gresia eutrofikacija. Karštais vasaros mėnesiais vandens stratifikacija gali sukelti hipoksiją gilesniuose sluoksniuose, dažnai sukeldama masines žuvų žūtis („žuvų žūtis“), o tai ūkininkams sukelia didelių ekonominių nuostolių.
Taikymo sprendimas:
Žuvininkystės ir vandens išteklių biuras (BFAR), bendradarbiaudamas su vietos valdžios institucijomis, skatino naudoti išmaniąją vandens kokybės stebėsenos ir kontrolės sistemą, pagrįstą optiniais ištirpusio deguonies jutikliais, dideliuose komerciniuose ūkiuose ir pagrindinėse ežero vietose.
Sistemos komponentai ir darbo eiga:
- Stebėjimo mazgai: Įvairiuose žuvų tvenkinių taškuose (ypač gilesnėse vietose) ir pagrindinėse ežero vietose buvo išdėstyti daugiaparametriai vandens kokybės plūdurai su optiniais ištirpusio deguonies jutikliais. Šie jutikliai buvo pasirinkti, nes:
- Mažos priežiūros išlaidos: Ilgas eksploatavimo laikas be priežiūros idealiai tinka vietovėms, kuriose dirba ribotas techninis personalas.
- Atsparumas trukdžiams: Mažiau linkęs į užsiteršimą organiškai turtinguose ir drumstuose akvakultūros vandenyse.
- Realaus laiko duomenys: gali teikti duomenis kas minutę, todėl galima greitai aptikti staigius ištirpusio deguonies kiekio sumažėjimus.
- Duomenų perdavimas: Jutiklių duomenys realiuoju laiku perduodami belaidžiais tinklais (pvz., GPRS/4G arba LoRa) į debesijos platformą ir ūkininkų mobiliąsias programėles.
- Išmanus valdymas ir ankstyvas įspėjimas:
- Platformos pusė: debesies platformoje nustatytos DO signalizacijos ribos (pvz., mažesnė nei 3 mg/l).
- Vartotojo pusė: ūkininkai gauna garsinius / vaizdinius įspėjimus, SMS žinutes arba programėlės pranešimus.
- Automatinis valdymas: sistema gali automatiškai įjungti aeratorius, kol ištirpusio deguonies lygis atkuriamas iki saugaus diapazono.
Rezultatai:
- Sumažintas žuvų mirtingumas: ankstyvieji įspėjimai ir automatinis aeravimas sėkmingai užkirto kelią daugybiniams žuvų žūties atvejams, kuriuos sukėlė kritiškai žemas ištirpusio deguonies lygis naktį arba ankstyvą rytą.
- Didesnis ūkininkavimo efektyvumas: ūkininkai gali moksliškiau valdyti šėrimą ir aeravimą, sumažindami elektros energijos sąnaudas (išvengiant aeratorių veikimo visą parą) ir pagerindami pašarų konversijos rodiklius bei žuvų augimo tempus.
- Aplinkosaugos valdymo duomenys: ežero stebėjimo stotys teikia BFAR ilgalaikius erdvėlaikio ir ištirpusio deguonies duomenis, kurie padeda analizuoti eutrofikacijos tendencijas ir formuoti moksliškesnę ežerų valdymo politiką.
Santrauka:
Besivystančiose šalyse, tokiose kaip Filipinai, kur akvakultūra susiduria su didele rizika ir infrastruktūra gali būti sudėtinga, optiniai ištirpusio deguonies jutikliai pasirodė esą idealus technologinis įrankis tiksliajai akvakultūrai ir išmaniajam aplinkos valdymui dėl savo patvarumo, mažos priežiūros ir didelio patikimumo. Jie ne tik padeda ūkininkams sumažinti riziką ir padidinti pajamas, bet ir teikia galingą duomenų paramą, skirtą apsaugoti vertingas Filipinų vandens ekosistemas.
Taip pat galime pasiūlyti įvairių sprendimų, skirtų
1. Rankinis matuoklis daugiaparametrei vandens kokybei matuoti
2. Plaukiojančių plūdurų sistema, skirta daugiaparametrinei vandens kokybei
3. Automatinis daugiaparametrio vandens jutiklio valymo šepetys
4. Pilnas serverių ir programinės įrangos belaidžio modulio rinkinys, palaikantis RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Daugiau informacijos apie JUTIKLĮ informacija,
prašome susisiekti su „Honde Technology Co., LTD.“
Email: info@hondetech.com
Įmonės svetainė:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Įrašo laikas: 2025-10-30