Optiset liuenneen hapen (ODO) anturit, jotka tunnetaan myös fluoresenssiin perustuvina antureina, ovat moderni teknologia, joka eroaa perinteisistä kalvoelektrodimenetelmistä (Clark-kennot). Niiden ydinominaisuus on fluoresenssin sammutuksen käyttö liuenneen hapen pitoisuuden mittaamiseen vedessä.
Toimintaperiaate:
Anturin kärki on päällystetty fluoresoivalla väriaineella kyllästetyllä kalvolla. Kun tämä väriaine virittyy tietyllä sinisen valon aallonpituudella, se lähettää punaista valoa. Jos vedessä on happimolekyylejä, ne törmäävät virittyneisiin väriainemolekyyleihin, mikä aiheuttaa fluoresenssin intensiteetin heikkenemisen ja lyhyemmän fluoresenssin eliniän. Mittaamalla tämä muutos fluoresenssin eliniässä tai intensiteetissä voidaan laskea liuenneen hapen pitoisuus tarkasti.
Tärkeimmät ominaisuudet:
- Ei hapenkulutusta, ei elektrolyyttiä:
- Tämä on perustavanlaatuisin ero kalvoelektrodimenetelmään verrattuna. Optiset anturit eivät kuluta näytteestä happea, mikä tarjoaa tarkempia tuloksia, erityisesti matalavirtauksisissa tai staattisissa vesistöissä.
- Elektrolyyttejä tai kalvoja ei tarvitse vaihtaa, mikä vähentää merkittävästi huoltotarvetta.
- Vähäinen huoltotarve, korkea vakaus:
- Ei ongelmia kalvon tukkeutumisen, elektrodin myrkytyksen tai elektrolyytin kontaminaation kanssa.
- Pitkät kalibrointivälit, usein kalibrointia tarvitaan vain muutaman kuukauden välein tai jopa pidempään.
- Nopea reagointi ja korkea tarkkuus:
- Erittäin nopea reagointi liuenneen hapen muutoksiin, mikä mahdollistaa dynaamisten vedenlaadun muutosten reaaliaikaisen tallentamisen.
- Mittauksiin eivät vaikuta virtausnopeus tai häiritsevät aineet, kuten sulfidit, mikä tarjoaa erinomaisen tarkkuuden ja vakauden perinteisiin menetelmiin verrattuna.
- Minimaalinen pitkän aikavälin ajautuminen:
- Fluoresoivan väriaineen ominaisuudet ovat erittäin vakaat, mikä minimoi signaalin ajautumisen ja varmistaa pitkäaikaisen mittausluotettavuuden.
- Käytön helppous:
- Tyypillisesti plug-and-play-valmis, ei vaadi pitkää polarisaatioaikaa käynnistyksen jälkeen; valmis välittömään mittaukseen.
Haittoja:
- Korkeammat alkukustannukset: Tyypillisesti kalliimpia kuin perinteiset kalvoelektrodianturit.
- Fluoresoivalla kalvolla on rajallinen käyttöikä: Vaikka kalvo on pitkäikäinen (yleensä 1–3 vuotta), se lopulta hajoaa valon vaikutuksesta tai likaantuu ja on vaihdettava.
- Mahdollinen öljyjen ja levien aiheuttama likaantuminen: Anturin pinnan paksu öljy- tai biolikaantumiskerros voi häiritä valon herätettä ja vastaanottoa, mikä vaatii puhdistusta.
2. Sovellusskenaariot
Erinomaisten ominaisuuksiensa ansiosta optisia liuenneen hapen antureita käytetään laajalti useilla aloilla, jotka vaativat jatkuvaa ja tarkkaa DO-seurantaa:
- Jätevedenpuhdistamot:
- Kriittinen sovellus. Käytetään liuenneen hapen (DO) valvontaan ilmastussäiliöissä ja aerobisissa/anaerobisissa vyöhykkeissä ilmastuksen optimoimiseksi, mikä mahdollistaa tarkan ohjauksen energiansäästön ja käsittelytehokkuuden parantamisen.
- Luonnonvesistöjen seuranta (joet, järvet, tekojärvet):
- Käytetään ympäristön seuranta-asemilla vesistön itsepuhdistuskyvyn, rehevöitymistilan ja mahdollisen hypoksian arvioimiseen, mikä tarjoaa tietoa ekologista suojelua varten.
- Vesiviljely:
- Hajotettu liuos on vesiviljelyn elinehto. Optiset anturit mahdollistavat lammikoiden ja säiliöiden ympärivuorokautisen seurannan. Ne voivat laukaista hälytykset ja aktivoida ilmastimet automaattisesti, kun tasot laskevat liian alas, mikä estää kalojen kuolemia ja turvaa tuotannon.
- Tieteellinen tutkimus:
- Käytetään valtamerentutkimustutkimuksissa, limnologisissa tutkimuksissa ja ekotoksikologisissa kokeissa, joissa erittäin tarkka ja vähän häiritsevä liuenneen hapen data on välttämätöntä.
- Teollisuuden prosessivesi:
- Järjestelmissä, kuten voimalaitosten ja kemiantehtaiden jäähdytysvedessä, liuenneen hapen seuranta korroosion ja biolikaantumisen hallitsemiseksi.
3. Sovellusesimerkki Filippiineillä
Saaristovaltiona Filippiinien talous on vahvasti riippuvainen vesiviljelystä ja matkailusta, ja se kohtaa myös kaupungistumisen aiheuttamia veden saastumishaasteita. Siksi veden laadun seuranta, erityisesti liuenneen hapen osalta, on kriittisen tärkeää.
Case-tutkimus: Älykäs liuenneen hapen seuranta- ja ilmastusjärjestelmä Laguna de Bayn vesiviljelyalueilla
Tausta:
Laguna de Bay on Filippiinien suurin järvi, ja sen ympäröivät alueet ovat ratkaisevan tärkeitä vesiviljelylle, pääasiassa tilapioille ja maitokaloille (Bangus). Järveä uhkaa kuitenkin rehevöityminen. Kuumina kesäkuukausina veden kerrostuneisuus voi johtaa syvempien vesikerroksien hypoksiaan, mikä usein aiheuttaa massiivisia kalakuolemia ja siten merkittäviä taloudellisia tappioita viljelijöille.
Sovellusratkaisu:
Kalastus- ja vesivarojen virasto (BFAR) edisti yhteistyössä paikallishallintojen kanssa älykkään vedenlaadun seuranta- ja valvontajärjestelmän käyttöä, joka perustuu optisiin liuenneen hapen antureihin, suurilla kaupallisilla tiloilla ja järven keskeisillä alueilla.
Järjestelmän osat ja työnkulku:
- Seurantapisteet: Kalalammikoissa (erityisesti syvemmillä alueilla) ja järven keskeisissä paikoissa käytettiin optisilla DO-antureilla varustettuja moniparametrisia vedenlaatupoijuja. Nämä anturit valittiin, koska:
- Vähäinen huoltotarve: Niiden pitkä huoltovapaa käyttöikä on ihanteellinen alueille, joilla on rajoitetusti teknistä henkilöstöä.
- Häiriönkestävyys: Vähemmän altis likaantumiselle orgaanisesti rikkaissa ja sameissa vesiviljelyvesissä.
- Reaaliaikainen data: Pystyy tarjoamaan dataa minuutin välein, mikä mahdollistaa äkillisten liuenneen aineen pudotusten nopean havaitsemisen.
- Tiedonsiirto: Anturidata lähetetään reaaliajassa langattomien verkkojen (esim. GPRS/4G tai LoRa) kautta pilvialustalle ja viljelijöiden mobiilisovelluksiin.
- Älykäs ohjaus ja ennakkovaroitus:
- Alustan puoli: Pilvialustalle on asetettu DO-hälytyskynnykset (esim. alle 3 mg/l).
- Käyttäjäpuoli: Viljelijät saavat ääni-/visuaalisia hälytyksiä, tekstiviesti- tai sovellusilmoituksia.
- Automaattinen ohjaus: Järjestelmä voi aktivoida ilmastimet automaattisesti, kunnes liuenneen hapen määrä palautuu turvalliselle alueelle.
Tulokset:
- Kalojen kuolleisuuden väheneminen: Ennakkovaroitukset ja automaattinen ilmastus estivät onnistuneesti useita kalojen kuolemia, jotka johtuivat kriittisen alhaisista liuenneen hapen tasoista yöllä tai aikaisin aamulla.
- Parannettu viljelytehokkuus: Viljelijät voivat hallita ruokintaa ja ilmastusta tieteellisemmin, mikä vähentää sähkökustannuksia (välttäen ilmastimien jatkuvaa käyttöä) ja parantaa rehun konversiolukuja ja kalojen kasvunopeutta.
- Ympäristönhallintaan tarvittavat tiedot: Järven seuranta-asemat tarjoavat BFAR:lle pitkän aikavälin ja ajallisen hapenottokyvyn tietoa, mikä auttaa analysoimaan rehevöitymistrendejä ja muotoilemaan tieteellisempiä järvien hoitopolitiikkoja.
Yhteenveto:
Kehitysmaissa, kuten Filippiineillä, joissa vesiviljelyyn liittyy suuria riskejä ja infrastruktuuri voi olla haastavaa, optiset liuenneen hapen anturit ovat osoittautuneet ihanteelliseksi teknologiseksi työkaluksi tarkkuusvesiviljelyyn ja älykkääseen ympäristönhallintaan kestävyytensä, vähäisen huoltotarpeensa ja korkean luotettavuutensa ansiosta. Ne eivät ainoastaan auta viljelijöitä lieventämään riskejä ja lisäämään tuloja, vaan tarjoavat myös tehokasta datatukea Filippiinien arvokkaiden vesiekosysteemien suojelemiseksi.
Voimme tarjota myös erilaisia ratkaisuja mm.
1. Kädessä pidettävä mittari moniparametriseen vedenlaatuun
2. Kelluva poijujärjestelmä moniparametriseen vedenlaatuun
3. Automaattinen puhdistusharja moniparametriselle vesianturille
4. Täydellinen palvelin- ja ohjelmistolangaton moduulisarja, tukee RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN-verkkoja
Lisätietoja ANTURISTA tiedot,
ota yhteyttä Honde Technology Co., LTD:hen.
Email: info@hondetech.com
Yrityksen verkkosivusto:www.hondetechco.com
Puh: +86-15210548582
Julkaisuaika: 30.10.2025