Optiska sensorer för löst syre (ODO), även kända som fluorescensbaserade sensorer, är en modern teknik som står i kontrast till traditionella membranelektrodmetoder (Clark-celler). Deras kärnfunktion är användningen av fluorescenssläckning för att mäta koncentrationen av löst syre i vatten.
Arbetsprincip:
Sensorns spets är täckt med ett membran impregnerat med ett fluorescerande färgämne. När detta färgämne exciteras av en specifik våglängd av blått ljus, avger det rött ljus. Om syremolekyler finns i vattnet kolliderar de med de exciterade färgämnesmolekylerna, vilket orsakar en minskning av fluorescensintensiteten och en kortare fluorescenstid. Genom att mäta denna förändring i fluorescenstid eller intensitet kan koncentrationen av löst syre beräknas exakt.
Viktiga egenskaper:
- Ingen syreförbrukning, ingen elektrolyt:
- Detta är den mest grundläggande skillnaden jämfört med membranelektrodmetoden. Optiska sensorer förbrukar inte syre från provet, vilket ger mer exakta resultat, särskilt i vattendrag med lågt flöde eller statiska vattendrag.
- Det finns inget behov av att byta ut elektrolyter eller membran, vilket minskar underhållet avsevärt.
- Lågt underhåll, hög stabilitet:
- Inga problem med membrantillsättning, elektrodförgiftning eller elektrolytkontaminering.
- Långa kalibreringsintervaller, vilket ofta kräver kalibrering endast varannan månad eller till och med längre.
- Snabb respons och hög noggrannhet:
- Mycket snabb respons på förändringar i löst syre, vilket möjliggör realtidsregistrering av dynamiska förändringar i vattenkvaliteten.
- Mätningarna påverkas inte av flödeshastighet eller störande ämnen som sulfider, vilket ger överlägsen noggrannhet och stabilitet jämfört med traditionella metoder.
- Minimal långsiktig drift:
- Det fluorescerande färgämnets egenskaper är mycket stabila, vilket resulterar i minimal signaldrift och säkerställer långsiktig mättillförlitlighet.
- Användarvänlighet:
- Vanligtvis plug-and-play, utan lång polariseringstid efter uppstart; redo för omedelbar mätning.
Nackdelar:
- Högre initialkostnad: Vanligtvis dyrare än traditionella membranelektrodsensorer.
- Fluorescerande membran har en begränsad livslängd: Även om det är hållbart (vanligtvis 1–3 år) kommer membranet så småningom att fotodegradera eller bli nedsmutsat och behöva bytas ut.
- Potentiell nedsmutsning från oljor och alger: Tjock beläggning av olja eller biologisk nedsmutsning på sensorytan kan störa ljusexcitering och mottagning, vilket kräver rengöring.
2. Tillämpningsscenarier
Tack vare sina utmärkta egenskaper används optiska sensorer för löst syre i stor utsträckning inom olika områden som kräver kontinuerlig och exakt DO-övervakning:
- Avloppsreningsverk:
- En kritisk tillämpning. Används för att övervaka DO i luftningstankar och aeroba/anaeroba zoner för att optimera luftningen, vilket möjliggör exakt styrning för energibesparingar och förbättrad behandlingseffektivitet.
- Övervakning av naturliga vattendrag (floder, sjöar, reservoarer):
- Används i miljöövervakningsstationer för att bedöma en vattenförekomsts självreningsförmåga, eutrofieringsstatus och potentiell hypoxi, vilket ger data för ekologiskt skydd.
- Vattenbruk:
- DO är vattenbrukets livlina. Optiska sensorer möjliggör övervakning dygnet runt i dammar och tankar. De kan utlösa larm och automatiskt aktivera luftare när nivåerna sjunker för lågt, vilket förhindrar fiskdöd och skyddar produktionen.
- Vetenskaplig forskning:
- Används i oceanografiska undersökningar, limnologiska studier och ekotoxikologiska experiment där högprecisions- och låginterferens-DO-data är avgörande.
- Industriellt processvatten:
- I system som kraftverk och kemiska fabrikers kylvatten, övervakning av DO för att kontrollera korrosion och biologisk påväxt.
3. Fallstudie av tillämpning i Filippinerna
Som en arkipelagisk nation är Filippinernas ekonomi starkt beroende av vattenbruk och turism, samtidigt som de står inför utmaningar med vattenföroreningar från urbaniseringen. Därför är övervakning av vattenkvaliteten, särskilt för löst syre, oerhört viktigt.
Fallstudie: Smart DO-övervaknings- och luftningssystem i vattenbrukszoner i Laguna de Bay
Bakgrund:
Laguna de Bay är den största sjön på Filippinerna, och omgivande områden är avgörande för vattenbruk, främst för tilapia och mjölkfisk (Bangus). Sjön hotas dock av övergödning. Under varma sommarmånaderna kan vattenstratifiering leda till hypoxi i djupare lager, vilket ofta orsakar massiv fiskdöd ("fiskdöd") och därmed betydande ekonomiska förluster för jordbrukare.
Applikationslösning:
Bureau of Fisheries and Aquatic Resources (BFAR) främjade, i samarbete med lokala myndigheter, användningen av ett intelligent system för övervakning och kontroll av vattenkvalitet baserat på optiska sensorer för löst syre i storskaliga kommersiella gårdar och viktiga områden i sjön.
Systemkomponenter och arbetsflöde:
- Övervakningsnoder: Flerparameterbojar för vattenkvalitet utrustade med optiska DO-sensorer placerades ut på olika punkter i fiskdammar (särskilt i djupare områden) och viktiga platser i sjön. Dessa sensorer valdes av följande anledningar:
- Lågt underhåll: Deras långa underhållsfria drift är idealisk för områden med begränsad teknisk personal.
- Motståndskraft mot störningar: Mindre benägen att misslyckas på grund av nedsmutsning i organiskt rika och grumliga vattenbruksvatten.
- Realtidsdata: Kan tillhandahålla data varje minut, vilket möjliggör snabb detektering av plötsliga DO-fall.
- Dataöverföring: Sensordata överförs i realtid via trådlösa nätverk (t.ex. GPRS/4G eller LoRa) till en molnplattform och lantbrukares mobilappar.
- Smart kontroll och tidig varning:
- Plattformssidan: Molnplattformen är inställd med DO-larmtrösklar (t.ex. under 3 mg/L).
- Användarsida: Lantbrukare får hörbara/visuella aviseringar, SMS eller appaviseringar.
- Automatisk styrning: Systemet kan automatiskt aktivera luftare tills DO-nivåerna återställs till ett säkert område.
Resultat:
- Minskad fiskdödlighet: Tidiga varningar och automatisk luftning förhindrade framgångsrikt flera fiskdödshändelser orsakade av kritiskt låga DO-nivåer under natten eller tidigt på morgonen.
- Förbättrad jordbrukseffektivitet: Jordbrukare kan hantera utfodring och luftning mer vetenskapligt, vilket minskar elkostnaderna (genom att undvika dygnet runt-drift av luftare) och förbättrar foderomvandlingsförhållandena och fiskens tillväxthastighet.
- Data för miljöförvaltning: Övervakningsstationer i sjön förser BFAR med långsiktiga spatiotemporala DO-data, vilket hjälper till att analysera eutrofieringstrender och formulera mer vetenskapliga sjöförvaltningspolicyer.
Sammanfattning:
I utvecklingsländer som Filippinerna, där vattenbruk står inför höga risker och infrastrukturen kan utmanas, har optiska sensorer för löst syre visat sig vara ett idealiskt tekniskt verktyg för precisionsvattenbruk och smart miljöhantering tack vare deras hållbarhet, låga underhållsbehov och höga tillförlitlighet. De hjälper inte bara jordbrukare att minska risker och öka inkomsterna, utan ger också ett kraftfullt datastöd för att skydda Filippinernas värdefulla akvatiska ekosystem.
Vi kan också erbjuda en mängd olika lösningar för
1. Handhållen mätare för vattenkvalitet med flera parametrar
2. Flytande bojsystem för vattenkvalitet med flera parametrar
3. Automatisk rengöringsborste för vattensensor med flera parametrar
4. Komplett uppsättning servrar och trådlös programvara, stöder RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
För mer SENSORER information,
vänligen kontakta Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Företagets webbplats:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Publiceringstid: 30 oktober 2025