ოპტიკური გახსნილი ჟანგბადის (ODO) სენსორები, რომლებიც ასევე ცნობილია როგორც ფლუორესცენციაზე დაფუძნებული სენსორები, თანამედროვე ტექნოლოგიაა, რომელიც განსხვავდება ტრადიციული მემბრანული ელექტროდის მეთოდებისგან (კლარკის უჯრედები). მათი ძირითადი მახასიათებელია ფლუორესცენციის ჩაქრობის გამოყენება წყალში გახსნილი ჟანგბადის კონცენტრაციის გასაზომად.
მუშაობის პრინციპი:
სენსორის წვერი დაფარულია ფლუორესცენტული საღებავით გაჟღენთილი მემბრანით. როდესაც ეს საღებავი აღგზნებულია ლურჯი სინათლის კონკრეტული ტალღის სიგრძით, ის ასხივებს წითელ სინათლეს. თუ წყალში ჟანგბადის მოლეკულებია, ისინი ეჯახებიან აღგზნებულ საღებავის მოლეკულებს, რაც იწვევს ფლუორესცენციის ინტენსივობის შემცირებას და ფლუორესცენციის სიცოცხლის ხანგრძლივობის შემცირებას. ფლუორესცენციის სიცოცხლის ხანგრძლივობის ან ინტენსივობის ამ ცვლილების გაზომვით, შესაძლებელია გახსნილი ჟანგბადის კონცენტრაციის ზუსტად გამოთვლა.
ძირითადი მახასიათებლები:
- ჟანგბადის მოხმარების გარეშე, ელექტროლიტების გარეშე:
- ეს მემბრანული ელექტროდის მეთოდისგან ყველაზე ფუნდამენტური განსხვავებაა. ოპტიკური სენსორები ნიმუშიდან ჟანგბადს არ მოიხმარენ, რაც უფრო ზუსტ შედეგებს იძლევა, განსაკუთრებით დაბალი ნაკადის ან სტატიკურ წყლის ობიექტებში.
- ელექტროლიტების ან მემბრანების შეცვლა საჭირო არ არის, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს მოვლა-პატრონობას.
- დაბალი მოვლა, მაღალი სტაბილურობა:
- მემბრანის გაჭედვის, ელექტროდით მოწამვლის ან ელექტროლიტების დაბინძურების პრობლემები არ არსებობს.
- ხანგრძლივი კალიბრაციის ინტერვალები, რაც ხშირად მოითხოვს კალიბრაციას მხოლოდ რამდენიმე თვეში ერთხელ ან კიდევ უფრო მეტხანს.
- სწრაფი რეაგირება და მაღალი სიზუსტე:
- გახსნილი ჟანგბადის ცვლილებებზე ძალიან სწრაფი რეაგირება, რაც წყლის ხარისხის დინამიური ცვლილებების რეალურ დროში დაფიქსირების საშუალებას იძლევა.
- გაზომვებზე გავლენას არ ახდენს ნაკადის სიჩქარე ან ხელის შემშლელი ნივთიერებები, როგორიცაა სულფიდები, რაც ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით უკეთეს სიზუსტესა და სტაბილურობას უზრუნველყოფს.
- მინიმალური გრძელვადიანი დრიფტი:
- ფლუორესცენტური საღებავის თვისებები ძალიან სტაბილურია, რაც იწვევს სიგნალის მინიმალურ დრიფტს და უზრუნველყოფს გაზომვის ხანგრძლივ სანდოობას.
- გამოყენების სიმარტივე:
- როგორც წესი, მუშაობს „შეაერთე და იმუშავე“ პრინციპით, ჩართვის შემდეგ არ საჭიროებს პოლარიზაციის დიდ დროს; მზადაა დაუყოვნებლივი გაზომვისთვის.
ნაკლოვანებები:
- უფრო მაღალი საწყისი ღირებულება: როგორც წესი, უფრო ძვირია, ვიდრე ტრადიციული მემბრანული ელექტროდის სენსორები.
- ფლუორესცენტურ მემბრანას აქვს შეზღუდული სიცოცხლის ხანგრძლივობა: მიუხედავად იმისა, რომ მემბრანა დიდხანს ძლებს (ჩვეულებრივ 1-3 წელი), საბოლოოდ ფოტოდეგრადირდება ან დაბინძურდება და საჭიროებს შეცვლას.
- ზეთებითა და წყალმცენარეებით პოტენციური დაბინძურება: სენსორის ზედაპირზე ზეთის ან ბიოდაბინძურების ძლიერმა ფენამ შეიძლება ხელი შეუშალოს სინათლის აგზნებას და მიღებას, რაც დასჭირდეს გაწმენდას.
2. გამოყენების სცენარები
შესანიშნავი მახასიათებლების გამო, ოპტიკური გახსნილი ჟანგბადის სენსორები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სფეროში, რომლებიც მოითხოვენ ჟანგბადის ოქსიდის უწყვეტ და ზუსტ მონიტორინგს:
- ჩამდინარე წყლების გამწმენდი ნაგებობები:
- კრიტიკული გამოყენება. გამოიყენება აერაციის ავზებსა და აერობულ/ანაერობულ ზონებში ჟანგბადის შემცველობის მონიტორინგისთვის აერაციის ოპტიმიზაციის მიზნით, რაც უზრუნველყოფს ენერგიის დაზოგვისა და დამუშავების ეფექტურობის გაუმჯობესების ზუსტ კონტროლს.
- ბუნებრივი წყლის ობიექტების მონიტორინგი (მდინარეები, ტბები, წყალსაცავები):
- გამოიყენება გარემოს მონიტორინგის სადგურებში წყლის ობიექტის თვითგამწმენდი უნარის, ევტროფიკაციის სტატუსის და პოტენციური ჰიპოქსიის შესაფასებლად, რაც უზრუნველყოფს მონაცემებს ეკოლოგიური დაცვისთვის.
- აკვაკულტურა:
- DO აკვაკულტურის სასიცოცხლო მნიშვნელობისაა. ოპტიკური სენსორები აუზებსა და ავზებში 24/7 მონიტორინგს უზრუნველყოფს. მათ შეუძლიათ სიგნალიზაციის ჩართვა და აერატორების ავტომატურად გააქტიურება, როდესაც წყლის დონე ძალიან დაბლა ეცემა, რაც ხელს უშლის თევზის დაღუპვას და უზრუნველყოფს წარმოებას.
- სამეცნიერო კვლევა:
- გამოიყენება ოკეანოგრაფიულ კვლევებში, ლიმნოლოგიურ კვლევებსა და ეკოტოქსიკოლოგიურ ექსპერიმენტებში, სადაც აუცილებელია მაღალი სიზუსტის, დაბალი ჩარევის მქონე DO მონაცემები.
- სამრეწველო პროცესების წყალი:
- ისეთ სისტემებში, როგორიცაა ელექტროსადგური და ქიმიური ქარხნის გაგრილების წყალი, საჭიროა ჟანგბადის მონიტორინგი კოროზიის და ბიოდაბინძურების კონტროლის მიზნით.
3. გამოყენების შემთხვევის შესწავლა ფილიპინებში
როგორც არქიპელაგის ერი, ფილიპინების ეკონომიკა მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული აკვაკულტურასა და ტურიზმზე, ამასთანავე, ურბანიზაციის შედეგად წყლის დაბინძურების გამოწვევების წინაშე დგას. ამიტომ, წყლის ხარისხის მონიტორინგი, განსაკუთრებით გახსნილი ჟანგბადის, კრიტიკულად მნიშვნელოვანია.
შემთხვევის შესწავლა: Smart DO მონიტორინგისა და აერაციის სისტემა ლაგუნა დე ბეის აკვაკულტურის ზონებში
ფონი:
ლაგუნა დე ბეი ფილიპინების უდიდესი ტბაა, მიმდებარე ტერიტორიები კი აკვაკულტურისთვის, ძირითადად ტილაპიისა და რძიანი თევზისთვის (ბანგუსი) სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია. თუმცა, ტბას ევტროფიკაციის საფრთხე ემუქრება. ზაფხულის ცხელ თვეებში წყლის სტრატიფიკაციამ შეიძლება უფრო ღრმა ფენებში ჰიპოქსია გამოიწვიოს, რაც ხშირად თევზის მასობრივ დახოცვას („თევზის დახოცვა“) იწვევს, რაც ფერმერებისთვის მნიშვნელოვან ეკონომიკურ ზარალს იწვევს.
განაცხადის გადაწყვეტა:
თევზჭერისა და წყლის რესურსების ბიურომ (BFAR), ადგილობრივ ხელისუფლებასთან თანამშრომლობით, ხელი შეუწყო წყლის ხარისხის ინტელექტუალური მონიტორინგისა და კონტროლის სისტემის გამოყენებას, რომელიც დაფუძნებულია ოპტიკურ გახსნილი ჟანგბადის სენსორებზე, მასშტაბურ კომერციულ მეურნეობებსა და ტბის ძირითად ტერიტორიებზე.
სისტემის კომპონენტები და სამუშაო პროცესი:
- მონიტორინგის კვანძები: თევზის ტბორების სხვადასხვა წერტილში (განსაკუთრებით უფრო ღრმა ადგილებში) და ტბის მნიშვნელოვან ადგილებში განთავსდა ოპტიკური DO სენსორებით აღჭურვილი მრავალპარამეტრიანი წყლის ხარისხის ბუიები. ეს სენსორები შეირჩა შემდეგი მიზეზების გამო:
- დაბალი მოვლა-პატრონობა: მათი ხანგრძლივი, მოვლა-პატრონობის გარეშე მუშაობა იდეალურია შეზღუდული ტექნიკური პერსონალის მქონე ტერიტორიებისთვის.
- ჩარევისადმი მდგრადობა: ნაკლებად მიდრეკილია დაბინძურებისკენ ორგანულად მდიდარ და მღვრიე აკვაკულტურის წყლებში.
- რეალურ დროში მონაცემები: მონაცემების ყოველ წუთს მიწოდების შესაძლებლობა, რაც DO-ს უეცარი ვარდნის სწრაფად აღმოჩენის საშუალებას იძლევა.
- მონაცემთა გადაცემა: სენსორის მონაცემები რეალურ დროში გადაიცემა უკაბელო ქსელების (მაგ., GPRS/4G ან LoRa) მეშვეობით ღრუბლოვან პლატფორმასა და ფერმერების მობილურ აპლიკაციებში.
- ჭკვიანი კონტროლი და ადრეული გაფრთხილება:
- პლატფორმის მხარე: ღრუბლოვანი პლატფორმა დაყენებულია DO განგაშის ზღურბლებით (მაგ., 3 მგ/ლ-ზე ნაკლები).
- მომხმარებლის მხარე: ფერმერები იღებენ ხმოვან/ვიზუალურ შეტყობინებებს, SMS-ს ან აპლიკაციის შეტყობინებებს.
- ავტომატური კონტროლი: სისტემას შეუძლია ავტომატურად გაააქტიუროს აერატორები მანამ, სანამ DO დონეები უსაფრთხო დიაპაზონს არ დაუბრუნდება.
შედეგები:
- თევზის სიკვდილიანობის შემცირება: ადრეულმა გაფრთხილებებმა და ავტომატურმა აერაციამ წარმატებით აიცილა თავიდან თევზის მრავალჯერადი სიკვდილიანობა, რაც გამოწვეული იყო ღამით ან დილით ადრე ჟანგბადის კრიტიკულად დაბალი დონით.
- გაუმჯობესებული სასოფლო-სამეურნეო ეფექტურობა: ფერმერებს შეუძლიათ უფრო მეცნიერულად მართონ კვება და აერაცია, შეამცირონ ელექტროენერგიის ხარჯები (აერატორების 24/7 მუშაობის თავიდან აცილებით) და გააუმჯობესონ საკვების გარდაქმნის კოეფიციენტები და თევზის ზრდის ტემპი.
- მონაცემები გარემოსდაცვითი მართვისთვის: ტბაში არსებული მონიტორინგის სადგურები BFAR-ს აწვდიან სივრცე-დროით განსაზღვრულ DO მონაცემებს, რაც ხელს უწყობს ევტროფიკაციის ტენდენციების ანალიზს და ტბის მართვის უფრო სამეცნიერო პოლიტიკის შემუშავებას.
რეზიუმე:
ისეთ განვითარებად ქვეყნებში, როგორიცაა ფილიპინები, სადაც აკვაკულტურა მაღალი რისკების წინაშე დგას და ინფრასტრუქტურა შესაძლოა გამოწვევების წინაშე აღმოჩნდეს, ოპტიკური გახსნილი ჟანგბადის სენსორები მათი გამძლეობის, მარტივი მოვლისა და მაღალი საიმედოობის გამო იდეალური ტექნოლოგიური ინსტრუმენტია ზუსტი აკვაკულტურისა და გარემოსდაცვითი ჭკვიანური მართვისთვის. ისინი არა მხოლოდ ფერმერებს ეხმარებიან რისკების შემცირებასა და შემოსავლის გაზრდაში, არამედ უზრუნველყოფენ მძლავრ მონაცემთა მხარდაჭერას ფილიპინების ძვირფასი წყლის ეკოსისტემების დასაცავად.
ჩვენ ასევე შეგვიძლია შემოგთავაზოთ სხვადასხვა სახის გადაწყვეტილებები,
1. ხელის მრიცხველი მრავალპარამეტრიანი წყლის ხარისხისთვის
2. მცურავი ბუის სისტემა მრავალპარამეტრიანი წყლის ხარისხისთვის
3. ავტომატური საწმენდი ჯაგრისი მრავალპარამეტრიანი წყლის სენსორისთვის
4. სერვერებისა და პროგრამული უზრუნველყოფის უსადენო მოდულის სრული კომპლექტი, მხარს უჭერს RS485 GPRS /4g/WIFI/LORAWAN-ს
მეტი სენსორისთვის ინფორმაცია,
გთხოვთ, დაუკავშირდეთ Honde Technology Co., LTD-ს.
Email: info@hondetech.com
კომპანიის ვებსაიტი:www.hondetechco.com
ტელ: +86-15210548582
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 30 ოქტომბერი