Optički senzori otopljenog kisika (ODO), poznati i kao senzori temeljeni na fluorescenciji, moderna su tehnologija koja se razlikuje od tradicionalnih metoda membranskih elektroda (Clarkove ćelije). Njihova glavna značajka je korištenje gašenja fluorescencije za mjerenje koncentracije otopljenog kisika u vodi.
Princip rada:
Vrh senzora prekriven je membranom impregniranom fluorescentnom bojom. Kada se ta boja pobudi određenom valnom duljinom plavog svjetla, ona emitira crveno svjetlo. Ako su u vodi prisutne molekule kisika, one se sudaraju s pobuđenim molekulama boje, uzrokujući smanjenje intenziteta fluorescencije i kraći vijek trajanja fluorescencije. Mjerenjem ove promjene u vijeku trajanja ili intenzitetu fluorescencije, koncentracija otopljenog kisika može se točno izračunati.
Ključne karakteristike:
- Bez potrošnje kisika, bez elektrolita:
- Ovo je najosnovnija razlika u odnosu na metodu membranske elektrode. Optički senzori ne troše kisik iz uzorka, što pruža točnije rezultate, posebno u vodenim tijelima s niskim protokom ili statičnim vodenim tijelima.
- Nema potrebe za zamjenom elektrolita ili membrana, što značajno smanjuje održavanje.
- Malo održavanja, visoka stabilnost:
- Nema problema sa začepljenjem membrane, trovanjem elektroda ili kontaminacijom elektrolita.
- Dugi intervali kalibracije, često zahtijevaju kalibraciju samo svakih nekoliko mjeseci ili čak i dulje.
- Brzi odziv i visoka točnost:
- Vrlo brz odgovor na promjene otopljenog kisika, što omogućuje snimanje dinamičkih promjena kvalitete vode u stvarnom vremenu.
- Na mjerenja ne utječe brzina protoka ili interferirajuće tvari poput sulfida, što nudi vrhunsku točnost i stabilnost u usporedbi s tradicionalnim metodama.
- Minimalno dugoročno odstupanje:
- Svojstva fluorescentne boje su vrlo stabilna, što rezultira minimalnim pomicanjem signala i osigurava dugoročnu pouzdanost mjerenja.
- Jednostavnost korištenja:
- Tipično "plug-and-play", bez dugog vremena polarizacije potrebnog nakon pokretanja; spremno za trenutno mjerenje.
Nedostaci:
- Viši početni trošak: Obično skuplji od tradicionalnih senzora s membranskim elektrodama.
- Fluorescentna membrana ima ograničen vijek trajanja: Iako je dugotrajna (obično 1-3 godine), membrana će se s vremenom fotodegradirati ili onečistiti te će je trebati zamijeniti.
- Potencijalno onečišćenje uljima i algama: Debeli sloj ulja ili biološkog onečišćenja na površini senzora može ometati pobuđivanje i prijem svjetlosti, što zahtijeva čišćenje.
2. Scenariji primjene
Zbog svojih izvrsnih karakteristika, optički senzori otopljenog kisika široko se koriste u raznim područjima koja zahtijevaju kontinuirano i precizno praćenje otopljenog kisika:
- Postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda:
- Kritična primjena. Koristi se za praćenje rastvorenog kisika u aeracijskim spremnicima i aerobnim/anaerobnim zonama radi optimizacije aeracije, omogućujući preciznu kontrolu za uštedu energije i poboljšanu učinkovitost obrade.
- Praćenje prirodnih vodnih tijela (rijeke, jezera, akumulacije):
- Koristi se u stanicama za praćenje okoliša za procjenu sposobnosti samočišćenja vodenog tijela, statusa eutrofikacije i potencijalne hipoksije, pružajući podatke za ekološku zaštitu.
- Akvakultura:
- Otopljeni organski spoj je žila kucavica akvakulture. Optički senzori omogućuju 24/7 praćenje u ribnjacima i spremnicima. Mogu aktivirati alarme i automatski aktivirati aeratore kada razina padne prenisko, sprječavajući pomore riba i štiteći proizvodnju.
- Znanstveno istraživanje:
- Koristi se u oceanografskim istraživanjima, limnološkim studijama i ekotoksikološkim eksperimentima gdje su ključni visokoprecizni podaci o oštećenom kisiku s niskom interferencijom.
- Industrijska procesna voda:
- U sustavima poput rashladne vode elektrana i kemijskih postrojenja, praćenje otopljenog kisika (DO) za kontrolu korozije i biološkog obraštanja.
3. Studija slučaja primjene na Filipinima
Kao arhipelaška nacija, filipinsko gospodarstvo uvelike se oslanja na akvakulturu i turizam, a istovremeno se suočava s izazovima onečišćenja vode uzrokovanim urbanizacijom. Stoga je praćenje kvalitete vode, posebno otopljenog kisika, od ključne važnosti.
Studija slučaja: Pametni sustav za praćenje i aeraciju rastvorenog kisika u akvakulturnim zonama Laguna de Bay
Pozadina:
Laguna de Bay je najveće jezero na Filipinima, a okolna područja su ključna za akvakulturu, prvenstveno za tilapiju i mliječnu ribu (Bangus). Međutim, jezero se suočava s prijetnjama eutrofikacije. Tijekom vrućih ljetnih mjeseci, stratifikacija vode može dovesti do hipoksije u dubljim slojevima, što često uzrokuje masovno pomorenje riba („pomor riba“), što rezultira značajnim ekonomskim gubicima za poljoprivrednike.
Rješenje za primjenu:
Ured za ribarstvo i vodne resurse (BFAR), u suradnji s lokalnim vlastima, promovirao je korištenje inteligentnog sustava za praćenje i kontrolu kvalitete vode temeljenog na optičkim senzorima otopljenog kisika u velikim komercijalnim farmama i ključnim područjima jezera.
Komponente sustava i tijek rada:
- Čvorovi za praćenje: Plutače za višeparametarsku kvalitetu vode opremljene optičkim senzorima rastvorenog kisika postavljene su na raznim točkama u ribnjacima (posebno u dubljim područjima) i ključnim lokacijama u jezeru. Ovi senzori su odabrani jer:
- Malo održavanja: Njihov dugotrajan rad bez održavanja idealan je za područja s ograničenim tehničkim osobljem.
- Otpornost na smetnje: Manje sklona kvarovima zbog onečišćenja u organski bogatim i mutnim vodama za akvakulturu.
- Podaci u stvarnom vremenu: Sposobni su pružati podatke svake minute, što omogućuje brzo otkrivanje naglih padova rastvorenog kiseonika.
- Prijenos podataka: Podaci senzora prenose se u stvarnom vremenu putem bežičnih mreža (npr. GPRS/4G ili LoRa) na platformu u oblaku i mobilne aplikacije poljoprivrednika.
- Pametno upravljanje i rano upozorenje:
- Strana platforme: Platforma u oblaku ima postavljene pragove alarma za rastvoreni kiseonik (npr. ispod 3 mg/L).
- Strana korisnika: Poljoprivrednici primaju zvučna/vizualna upozorenja, SMS ili obavijesti putem aplikacije.
- Automatsko upravljanje: Sustav može automatski aktivirati aeratore dok se razine rastvorenog kisika ne vrate u siguran raspon.
Rezultati:
- Smanjena smrtnost riba: Rana upozorenja i automatska aeracija uspješno su spriječili višestruke pomore riba uzrokovane kritično niskim razinama otopljenog kisika tijekom noći ili ranog jutra.
- Poboljšana učinkovitost poljoprivrede: Poljoprivrednici mogu znanstvenije upravljati hranjenjem i aeracijom, smanjujući troškove električne energije (izbjegavanjem 24/7 rada aeratora) te poboljšavajući omjere konverzije hrane i stope rasta riba.
- Podaci za upravljanje okolišem: Stanice za praćenje u jezeru pružaju BFAR-u dugoročne prostorno-vremenske podatke o rastvorenom kisiku, pomažući u analizi trendova eutrofikacije i formuliranju znanstvenijih politika upravljanja jezerom.
Sažetak:
U zemljama u razvoju poput Filipina, gdje se akvakultura suočava s visokim rizicima, a infrastruktura može biti izazovna, optički senzori otopljenog kisika pokazali su se idealnim tehnološkim alatom za preciznu akvakulturu i pametno upravljanje okolišem zbog svoje izdržljivosti, niskog održavanja i visoke pouzdanosti. Oni ne samo da pomažu poljoprivrednicima u ublažavanju rizika i povećanju prihoda, već i pružaju snažnu podatkovnu podršku za zaštitu dragocjenih vodenih ekosustava Filipina.
Također možemo ponuditi niz rješenja za
1. Ručni mjerač za višeparametarsku kvalitetu vode
2. Sustav plutajućih plutača za višeparametarsku kvalitetu vode
3. Automatska četka za čišćenje višeparametarskog senzora vode
4. Kompletan set servera i softverskog bežičnog modula, podržava RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Za više SENZORA informacija,
Molimo kontaktirajte Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Web stranica tvrtke:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Vrijeme objave: 30. listopada 2025.