Optické senzory rozpusteného kyslíka (ODO), známe aj ako senzory založené na fluorescencii, sú modernou technológiou, ktorá sa odlišuje od tradičných metód s membránovými elektródami (Clarkove články). Ich hlavnou vlastnosťou je použitie zhášania fluorescencie na meranie koncentrácie rozpusteného kyslíka vo vode.
Princíp fungovania:
Hrot senzora je pokrytý membránou impregnovanou fluorescenčným farbivom. Keď je toto farbivo excitované špecifickou vlnovou dĺžkou modrého svetla, vyžaruje červené svetlo. Ak sú vo vode prítomné molekuly kyslíka, zrazia sa s excitovanými molekulami farbiva, čo spôsobí zníženie intenzity fluorescencie a kratšiu životnosť fluorescencie. Meraním tejto zmeny životnosti alebo intenzity fluorescencie je možné presne vypočítať koncentráciu rozpusteného kyslíka.
Kľúčové charakteristiky:
- Žiadna spotreba kyslíka, žiadny elektrolyt:
- Toto je najzásadnejší rozdiel oproti metóde s membránovou elektródou. Optické senzory nespotrebúvajú kyslík zo vzorky, čo poskytuje presnejšie výsledky, najmä vo vodných útvaroch s nízkym prietokom alebo stojatými vodnými plochami.
- Nie je potrebné vymieňať elektrolyty ani membrány, čo výrazne znižuje nároky na údržbu.
- Nízka údržba, vysoká stabilita:
- Žiadne problémy s upchávaním membrány, otravou elektródy alebo kontamináciou elektrolytu.
- Dlhé kalibračné intervaly, často vyžadujúce kalibráciu iba každých niekoľko mesiacov alebo aj dlhšie.
- Rýchla odozva a vysoká presnosť:
- Veľmi rýchla reakcia na zmeny rozpusteného kyslíka, čo umožňuje zachytenie dynamických zmien kvality vody v reálnom čase.
- Merania nie sú ovplyvnené rýchlosťou prúdenia ani rušivými látkami, ako sú sulfidy, čo ponúka vynikajúcu presnosť a stabilitu v porovnaní s tradičnými metódami.
- Minimálny dlhodobý drift:
- Vlastnosti fluorescenčného farbiva sú veľmi stabilné, čo má za následok minimálny drift signálu a zaisťuje dlhodobú spoľahlivosť merania.
- Jednoduchosť použitia:
- Typicky plug-and-play, bez nutnosti dlhého polarizačného času po spustení; pripravené na okamžité meranie.
Nevýhody:
- Vyššie počiatočné náklady: Zvyčajne drahšie ako tradičné membránové elektródové senzory.
- Fluorescenčná membrána má obmedzenú životnosť: Hoci je dlhotrvajúca (zvyčajne 1 – 3 roky), membrána sa nakoniec fotodegraduje alebo znečistí a bude potrebné ju vymeniť.
- Potenciálne znečistenie olejmi a riasami: Silná vrstva oleja alebo biologického znečistenia na povrchu senzora môže rušiť budenie a príjem svetla, čo si vyžaduje čistenie.
2. Scenáre aplikácie
Vďaka svojim vynikajúcim vlastnostiam sa optické senzory rozpusteného kyslíka široko používajú v rôznych oblastiach vyžadujúcich nepretržité a presné monitorovanie rozpusteného kyslíka:
- Čistiarne odpadových vôd:
- Kritická aplikácia. Používa sa na monitorovanie rozpusteného kyslíka (DO) v prevzdušňovacích nádržiach a aeróbnych/anaeróbnych zónach s cieľom optimalizovať prevzdušňovanie, čo umožňuje presnú reguláciu pre úsporu energie a zvýšenie účinnosti čistenia.
- Monitorovanie prírodných vodných útvarov (rieky, jazerá, nádrže):
- Používa sa v staniciach monitorujúcich životné prostredie na posúdenie samočistiacej kapacity vodného útvaru, stavu eutrofizácie a potenciálnej hypoxie, čím poskytuje údaje na ochranu životného prostredia.
- Akvakultúra:
- Rozpustený kyslík je záchranným lanom akvakultúry. Optické senzory umožňujú nepretržité monitorovanie v rybníkoch a nádržiach. Dokážu spustiť alarmy a automaticky aktivovať prevzdušňovače, keď hladiny klesnú príliš nízko, čím predchádzajú úhynu rýb a chránia produkciu.
- Vedecký výskum:
- Používa sa v oceánografických prieskumoch, limnologických štúdiách a ekotoxikologických experimentoch, kde sú nevyhnutné vysoko presné údaje o rozpustenom kyslíku s nízkou interferenciou.
- Priemyselná procesná voda:
- V systémoch, ako sú chladiace vody pre elektrárne a chemické závody, monitorovanie rozpusteného kyslíka na kontrolu korózie a biologického znečistenia.
3. Prípadová štúdia aplikácie na Filipínach
Keďže Filipíny sú súostrovným národom, ich ekonomika sa vo veľkej miere spolieha na akvakultúru a cestovný ruch a zároveň čelia problémom so znečistením vody v dôsledku urbanizácie. Preto je monitorovanie kvality vody, najmä rozpusteného kyslíka, mimoriadne dôležité.
Prípadová štúdia: Inteligentný systém monitorovania a prevzdušňovania rozpusteného kyslíka v akvakultúrnych zónach Laguna de Bay
Pozadie:
Laguna de Bay je najväčšie jazero na Filipínach a okolité oblasti sú kľúčové pre akvakultúru, predovšetkým pre tilapiu a mliečne ryby (Bangus). Jazero však čelí hrozbe eutrofizácie. Počas horúcich letných mesiacov môže stratifikácia vody viesť k hypoxii v hlbších vrstvách, čo často spôsobuje masívny úhyn rýb („úhyn rýb“), čo má za následok značné ekonomické straty pre poľnohospodárov.
Aplikačné riešenie:
Úrad pre rybné hospodárstvo a vodné zdroje (BFAR) v spolupráci s miestnymi samosprávami propagoval používanie inteligentného systému monitorovania a kontroly kvality vody založeného na optických senzoroch rozpusteného kyslíka vo veľkých komerčných farmách a kľúčových oblastiach jazera.
Systémové komponenty a pracovný postup:
- Monitorovacie uzly: Na rôznych miestach v rybníkoch (najmä v hlbších oblastiach) a kľúčových miestach v jazere boli rozmiestnené bóje s viacerými parametrami kvality vody vybavené optickými senzormi rozpusteného kyslíka. Tieto senzory boli vybrané z týchto dôvodov:
- Nízka údržba: Ich dlhodobá bezúdržbová prevádzka je ideálna pre oblasti s obmedzeným technickým personálom.
- Odolnosť voči rušeniu: Menej náchylná na zlyhanie v dôsledku znečistenia v organicky bohatých a kalných vodách akvakultúry.
- Údaje v reálnom čase: Schopné poskytovať údaje každú minútu, čo umožňuje rýchlu detekciu náhlych poklesov rozpusteného kyslíka.
- Prenos údajov: Údaje zo senzorov sa prenášajú v reálnom čase prostredníctvom bezdrôtových sietí (napr. GPRS/4G alebo LoRa) do cloudovej platformy a mobilných aplikácií farmárov.
- Inteligentné ovládanie a včasné varovanie:
- Na strane platformy: Cloudová platforma je nastavená s prahovými hodnotami alarmu rozpusteného kyslíka (napr. pod 3 mg/l).
- Strana používateľa: Farmári dostávajú zvukové/vizuálne upozornenia, SMS alebo upozornenia v aplikácii.
- Automatické ovládanie: Systém dokáže automaticky aktivovať prevzdušňovače, kým sa hladiny rozpusteného kyslíka nevrátia do bezpečného rozsahu.
Výsledky:
- Znížená úmrtnosť rýb: Včasné varovania a automatické prevzdušňovanie úspešne zabránili viacnásobnému úhynu rýb spôsobenému kriticky nízkymi hladinami rozpusteného kyslíka v noci alebo skoro ráno.
- Zvýšená efektivita poľnohospodárstva: Poľnohospodári môžu riadiť kŕmenie a prevzdušňovanie vedeckejším spôsobom, čím sa znížia náklady na elektrinu (zabránením nepretržitej prevádzky prevzdušňovačov) a zlepší sa pomer konverzie krmiva a miera rastu rýb.
- Údaje pre environmentálny manažment: Monitorovacie stanice v jazere poskytujú BFAR dlhodobé priestorovo-časové údaje o rozpustenom kyslíku, čo pomáha analyzovať trendy eutrofizácie a formulovať vedeckejšie politiky manažmentu jazera.
Zhrnutie:
V rozvojových krajinách, ako sú Filipíny, kde akvakultúra čelí vysokým rizikám a infraštruktúra môže byť problematická, sa optické senzory rozpusteného kyslíka ukázali ako ideálny technologický nástroj pre presnú akvakultúru a inteligentný environmentálny manažment vďaka svojej odolnosti, nízkym nárokom na údržbu a vysokej spoľahlivosti. Nielenže pomáhajú farmárom zmierňovať riziká a zvyšovať príjmy, ale poskytujú aj silnú dátovú podporu na ochranu vzácnych vodných ekosystémov Filipín.
Môžeme tiež poskytnúť rôzne riešenia pre
1. Ručný merač na meranie kvality vody s viacerými parametrami
2. Systém plávajúcich bójí pre viacparametrovú kvalitu vody
3. Automatická čistiaca kefka pre viacparametrový senzor vody
4. Kompletná sada serverov a softvérového bezdrôtového modulu, podporuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Pre viac informácií o SENZOROM informácie,
Kontaktujte, prosím, spoločnosť Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Webová stránka spoločnosti:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas uverejnenia: 30. októbra 2025