Optiske sensorer til opløst ilt (ODO), også kendt som fluorescensbaserede sensorer, er en moderne teknologi, der står i kontrast til traditionelle membranelektrodemetoder (Clark-celler). Deres kernefunktion er brugen af fluorescensdæmpning til at måle koncentrationen af opløst ilt i vand.
Arbejdsprincip:
Sensorens spids er dækket af en membran imprægneret med et fluorescerende farvestof. Når dette farvestof exciteres af en specifik bølgelængde af blåt lys, udsender det rødt lys. Hvis der er iltmolekyler til stede i vandet, kolliderer de med de exciterede farvestofmolekyler, hvilket forårsager en reduktion i fluorescensintensiteten og en kortere fluorescenslevetid. Ved at måle denne ændring i fluorescenslevetid eller -intensitet kan koncentrationen af opløst ilt beregnes nøjagtigt.
Nøgleegenskaber:
- Intet iltforbrug, ingen elektrolyt:
- Dette er den mest fundamentale forskel fra membranelektrodemetoden. Optiske sensorer forbruger ikke ilt fra prøven, hvilket giver mere præcise resultater, især i vandmasser med lav flow eller statiske vandstande.
- Der er ikke behov for at udskifte elektrolytter eller membraner, hvilket reducerer vedligeholdelsen betydeligt.
- Lav vedligeholdelse, høj stabilitet:
- Ingen problemer med membrantilstopning, elektrodeforgiftning eller elektrolytkontaminering.
- Lange kalibreringsintervaller, der ofte kun kræver kalibrering hvert par måneder eller endda længere.
- Hurtig respons og høj nøjagtighed:
- Meget hurtig reaktion på ændringer i opløst ilt, hvilket muliggør realtidsregistrering af dynamiske ændringer i vandkvaliteten.
- Målingerne påvirkes ikke af strømningshastighed eller interfererende stoffer som sulfider, hvilket giver overlegen nøjagtighed og stabilitet sammenlignet med traditionelle metoder.
- Minimal langsigtet drift:
- Det fluorescerende farvestofs egenskaber er meget stabile, hvilket resulterer i minimal signaldrift og sikrer langsigtet målepålidelighed.
- Brugervenlighed:
- Typisk plug-and-play, uden behov for lang polariseringstid efter opstart; klar til øjeblikkelig måling.
Ulemper:
- Højere startomkostninger: Typisk dyrere end traditionelle membranelektrodesensorer.
- Fluorescerende membraner har en begrænset levetid: Selvom de er langvarige (normalt 1-3 år), vil membranen med tiden fotonedbrydes eller blive tilsmudset og kræve udskiftning.
- Potentiel tilsmudsning fra olier og alger: Et kraftigt lag af olie eller biologisk begroning på sensorens overflade kan forstyrre lysekscitering og -modtagelse, hvilket nødvendiggør rengøring.
2. Anvendelsesscenarier
På grund af deres fremragende egenskaber anvendes optiske sensorer for opløst ilt i vid udstrækning inden for forskellige områder, der kræver kontinuerlig og præcis DO-overvågning:
- Spildevandsrensningsanlæg:
- En kritisk anvendelse. Bruges til at overvåge DO i beluftningstanke og aerobe/anaerobe zoner for at optimere beluftningen, hvilket muliggør præcis styring for energibesparelser og forbedret behandlingseffektivitet.
- Overvågning af naturlige vandområder (floder, søer, reservoirer):
- Anvendes i miljøovervågningsstationer til at vurdere et vandforekomsts selvrensende kapacitet, eutrofieringsstatus og potentiel hypoxi, hvilket giver data til økologisk beskyttelse.
- Akvakultur:
- DO er livsnerven i akvakultur. Optiske sensorer muliggør overvågning døgnet rundt i damme og tanke. De kan udløse alarmer og automatisk aktivere beluftningsanlæg, når niveauet falder for lavt, hvilket forhindrer fiskedød og sikrer produktionen.
- Videnskabelig forskning:
- Anvendes i oceanografiske undersøgelser, limnologiske studier og økotoksikologiske eksperimenter, hvor højpræcisions-DO-data med lav interferens er afgørende.
- Industrielt procesvand:
- I systemer som kraftværker og kemiske anlægs kølevand, overvågning af DO for at kontrollere korrosion og biofouling.
3. Ansøgningscasestudie i Filippinerne
Som en arkipelagisk nation er Filippinernes økonomi stærkt afhængig af akvakultur og turisme, samtidig med at de står over for udfordringer med vandforurening som følge af urbanisering. Derfor er overvågning af vandkvaliteten, især for opløst ilt, afgørende vigtig.
Casestudie: Smart DO-overvågnings- og luftningssystem i akvakulturzoner i Laguna de Bay
Baggrund:
Laguna de Bay er den største sø i Filippinerne, og de omkringliggende områder er afgørende for akvakultur, primært for tilapia og mælkefisk (Bangus). Søen er dog truet af eutrofiering. I de varme sommermåneder kan vandlagdeling føre til hypoxi i dybere lag, hvilket ofte forårsager massiv fiskedød ("fiskedød") og dermed betydelige økonomiske tab for landmændene.
Applikationsløsning:
Bureau of Fisheries and Aquatic Resources (BFAR) har i samarbejde med lokale myndigheder promoveret brugen af et intelligent system til overvågning og kontrol af vandkvalitet baseret på optiske sensorer til opløst ilt i store kommercielle landbrug og centrale områder af søen.
Systemkomponenter og arbejdsgang:
- Overvågningsnoder: Multiparameter-vandkvalitetsbøjer udstyret med optiske DO-sensorer blev placeret på forskellige punkter i fiskedamme (især i dybere områder) og nøglesteder i søen. Disse sensorer blev valgt fordi:
- Lav vedligeholdelse: Deres lange vedligeholdelsesfri drift er ideel til områder med begrænset teknisk personale.
- Modstandsdygtighed over for interferens: Mindre tilbøjelig til at svigte på grund af tilsmudsning i organisk rige og uklare akvakulturvande.
- Realtidsdata: Kan levere data hvert minut, hvilket muliggør hurtig detektion af pludselige fald i DO.
- Datatransmission: Sensordata transmitteres i realtid via trådløse netværk (f.eks. GPRS/4G eller LoRa) til en cloudplatform og landmændenes mobilapps.
- Smart kontrol og tidlig advarsel:
- Platformside: Cloudplatformen er indstillet med DO-alarmtærskler (f.eks. under 3 mg/L).
- Brugerside: Landmænd modtager hørbare/visuelle advarsler, SMS- eller app-notifikationer.
- Automatisk styring: Systemet kan automatisk aktivere beluftningsanlæg, indtil DO-niveauerne er genoprettet til et sikkert område.
Resultater:
- Reduceret fiskedødelighed: Tidlige advarsler og automatisk beluftning forhindrede med succes flere fiskedødshændelser forårsaget af kritisk lave DO-niveauer i løbet af natten eller tidlig morgen.
- Forbedret landbrugseffektivitet: Landmænd kan styre fodring og luftning mere videnskabeligt, hvilket reducerer elomkostningerne (ved at undgå 24/7 drift af luftningsanlæg) og forbedrer foderudnyttelsesforholdene og fiskens vækstrater.
- Data til miljøforvaltning: Overvågningsstationer i søen forsyner BFAR med langsigtede spatiotemporale DO-data, hvilket hjælper med at analysere eutrofieringstendenser og formulere mere videnskabelige søforvaltningspolitikker.
Oversigt:
I udviklingslande som Filippinerne, hvor akvakultur står over for høje risici, og infrastrukturen kan være udfordret, har optiske sensorer for opløst ilt vist sig at være et ideelt teknologisk værktøj til præcisionsakvakultur og intelligent miljøforvaltning på grund af deres holdbarhed, lave vedligeholdelse og høje pålidelighed. De hjælper ikke kun landmænd med at mindske risici og øge indkomsten, men leverer også stærk datastøtte til beskyttelse af Filippinernes værdifulde akvatiske økosystemer.
Vi kan også tilbyde en række forskellige løsninger til
1. Håndholdt måler til vandkvalitet med flere parametre
2. Flydende bøjesystem til vandkvalitet med flere parametre
3. Automatisk rengøringsbørste til multiparameter vandsensor
4. Komplet sæt servere og trådløst softwaremodul, understøtter RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
For mere SENSOR information,
Kontakt venligst Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Virksomhedens hjemmeside:www.hondetechco.com
Tlf.: +86-15210548582
Opslagstidspunkt: 30. oktober 2025