Определението за онлайн сензори за наблюдение на качеството на водата

Онлайн сензорът за мониторинг на качеството на водата е прецизно аналитично устройство, което непрекъснато открива физични и химични параметри на водните тела в реално време. Той преобразува фините промени в концентрацията на веществото или характерния интензитет в стандартни, обработваеми електрически сигнали, позволявайки 24/7 автоматичен запис, показване и анализ на данни за системи за мониторинг на водната среда.

Казано по-просто, основният работен механизъм на сензорите за онлайн наблюдение на качеството на водата разчита на две ключови възможности: усещане и преобразуване на сигнала.

Сензор : Снабдени със специални чувствителни компоненти като йонни електроди, пропускливи мембрани и оптични сонди, сензорите задействат специфични физически или химични реакции с целеви вещества във водни проби, за да уловят промените в качеството на водата в реално време.

Преобразуване на сигнала : Фините промени, генерирани от реакции (включително потенциална разлика, ток, интензитет на светлината и температурни вариации) се преобразуват в стандартизирани електрически изходни сигнали, включително 4–20 mA аналогови токови сигнали и цифрови комуникационни сигнали.

Като основен преден хардуер на интелигентни системи за наблюдение на водната среда, онлайн сензорите за наблюдение на качеството на водата са широко разпространени в Система за мониторинг на качеството на водата в аквакултурите , онлайн автоматични станции за мониторинг, шамандури за мониторинг на водната среда, мобилни кораби за мониторинг и сценарии за мониторинг на промишлени води в реално време.

Петте конвенционални параметъра за качество на водата са най-фундаменталните и авторитетни индикатори за оценка на основното състояние на водната среда, обхващащи физически, химични и екологични характерни измерения на водните тела. Универсално признатите основни параметри са следните:

Температура на водата : основен коригиращ параметър за почти всички измервания на качеството на водата. Той пряко влияе върху съдържанието на разтворен кислород във водата, микробната активност и скоростта на химичните реакции във водата, като служи като основна референция за оценка на водната среда.

Стойност на pH : Ключов индикатор, характеризиращ киселинността и алкалността на водните тела. Той оказва дълбоко влияние върху оцеляването и размножаването на водните организми, както и върху миграцията, трансформацията и обогатяването на различни замърсители във водата.

Разтворен кислород (DO) : Отнася се до концентрацията на молекулярен кислород, разтворен във вода. Това е критичен индекс за оценка за преценка на способността за самопречистване на водните тела и оценка на здравословното състояние на водната екологична среда.

Проводимост : косвено отразява общата концентрация на разтворени йони във водата, съответстваща на солеността на водата и общото количество разтворени твърди вещества (TDS). Той може ефективно да характеризира степента на минерализация и нивото на неорганично замърсяване на водните тела.

Мътност : Показва степента на блокиране на светлината на водните тела, причинена от суспендирани седименти, водорасли, органични остатъци и други прахови частици. Това е важен визуален и физически индикатор за оценка на чистотата на водата и степента на замърсяване на суспендираните вещества.

Забележка : Конфигурацията на петте конвенционални параметъра може да бъде леко коригирана за конкретни сценарии на приложение. За индивидуални изисквания за мониторинг редокс потенциалът (ORP) или солеността могат да заменят частични параметри, докато горните пет индикатора остават най-широко възприетата и призната в индустрията стандартна конфигурация.

Оптичните сензори за качество на водата реализират откриване на параметър за качество на водата въз основа на оптичните характеристики на взаимодействие между водните вещества и светлината, включително абсорбция на светлина, разсейване, флуоресценция и фосфоресценция. Отличаващи се с липса на консумация на реагент, бърза скорост на реакция и силна способност за защита от електромагнитни смущения, те се превърнаха в масови устройства за наблюдение във високопрецизно откриване на водна среда. Основните видове и приложения са обобщени по-долу:

Принцип на работа : Съгласно закона на Beer-Lambert, сензорът открива интензитета на поглъщане на светлина от водни проби при специфични ултравиолетови и видими дължини на вълната и изчислява количествено концентрацията на целевите замърсители чрез линейната зависимост между абсорбцията и концентрацията на веществото.

Основни приложения : Откриване в реално време на химическа потребност от кислород (COD), нитратен азот (NO3-N), общ органичен въглерод (TOC) и характерни органични замърсители като бензенови серии във водата.

Принцип на работа : Облъчвайте водни проби с възбуждаща светлина със специфична дължина на вълната и откривайте интензитета на емисионна светлина с дълга дължина на вълната, генерирана от възбуждането на флуоресцентни вещества във водата, така че да се реализира количествен мониторинг на целевите вещества.

Основни приложения

• Сензори за хлорофил-a: Оценете биомасата и плътността на водораслите чрез откриване на интензитета на флуоресценцията на хлорофила във водата, предоставяйки ранно предупреждение за цъфтеж на водорасли и еутрофикация на водата.

• Сензори CDOM/FDOM: Наблюдавайте концентрацията на оцветена разтворена органична материя (CDOM) и флуоресцентна разтворена органична материя (FDOM), прилагани за проследяване на органичното замърсяване и екологична оценка на водата.

• Сензори за петролни замърсители: Използвайте уникалните флуоресцентни характеристики на полицикличните ароматни въглеводороди в петролните вещества, за да реализирате онлайн мониторинг на водни петролни разливи и петролни замърсявания.

Принцип на работа : Открива интензитета на разсейване на светлината, генериран от суспендирани частици във вода. Той използва предимно режими за откриване на 90° разсеяна светлина или 180° режими за откриване на пропусната светлина за количествено определяне на мътността на водата.

Основни приложения : Директно и високо прецизно измерване в реално време на мътността на водата в повърхностни води, битови и промишлени отпадъчни води.

Принцип на работа : Използвайте лазер като източник на светлина, който има предимствата на висока монохроматичност, висока яркост и ниски смущения. Комбиниран с раманова спектроскопия и регулируема диодна лазерна абсорбционна спектроскопия, той постига ултрачувствително откриване на следи.

Основни приложения : Откриване на следи от разтворени газове (метан, въглероден диоксид и т.н.) и микрозамърсители с ниска концентрация във водата, подходящи за фин мониторинг на водната среда с висок стандарт.

Йонните сензори за качество на водата са професионални устройства за откриване на специфични йонни вещества във водата. Тяхната основна технология се основава на йон-селективни електроди и усъвършенствани електрохимични сензорни принципи. Те могат точно да уловят активността и концентрацията на целевите йони във водни проби, характеризиращи се с проста структура, бърза реакция и ниска цена, и се използват широко в конвенционален мониторинг на йонния индекс на качеството на водата.