Die Definition von Online-Sensoren zur Überwachung der Wasserqualität

Ein Online-Sensor zur Überwachung der Wasserqualität ist ein Präzisionsanalysegerät, das kontinuierlich physikalische und chemische Parameter von Gewässern in Echtzeit erfasst. Es wandelt subtile Änderungen der Substanzkonzentration oder der charakteristischen Intensität in standardisierte, verarbeitbare elektrische Signale um und ermöglicht so eine automatische Aufzeichnung, Anzeige und Datenanalyse rund um die Uhr für Systeme zur Überwachung der Wasserumgebung.

Einfach ausgedrückt beruht der Kernfunktionsmechanismus von Sensoren zur Online-Wasserqualitätsüberwachung auf zwei Schlüsselfunktionen: Erfassung und Signalumwandlung.

Sensorik : Ausgestattet mit speziellen empfindlichen Komponenten wie Ionenelektroden, durchlässigen Membranen und optischen Sonden lösen Sensoren spezifische physikalische oder chemische Reaktionen mit Zielsubstanzen in Wasserproben aus, um Änderungen der Wasserqualität in Echtzeit zu erfassen.

Signalumwandlung : Die durch Reaktionen erzeugten subtilen Änderungen (einschließlich Potentialdifferenz, Strom, Lichtintensität und Temperaturschwankungen) werden in standardisierte elektrische Ausgangssignale umgewandelt, einschließlich analoger 4–20-mA-Stromsignale und digitaler Kommunikationssignale.

Als zentrale Front-End-Hardware intelligenter Systeme zur Überwachung der Wasserumgebung werden Online-Sensoren zur Überwachung der Wasserqualität häufig eingesetzt System zur Überwachung der Wasserqualität in der Aquakultur , automatische Online-Überwachungsstationen, Bojen zur Überwachung der Wasserumgebung, mobile Überwachungsschiffe und Echtzeit-Überwachungsszenarien für Industriewasser.

Die fünf konventionellen Wasserqualitätsparameter sind die grundlegendsten und maßgeblichsten Indikatoren zur Bewertung des Grundzustands von Wasserumgebungen und decken physikalische, chemische und ökologische charakteristische Dimensionen von Wasserkörpern ab. Die allgemein anerkannten Kernparameter sind wie folgt:

Wassertemperatur : Ein grundlegender Korrekturparameter für fast alle Wasserqualitätsmessungen. Es wirkt sich direkt auf den Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Wasser, die mikrobielle Aktivität und die Geschwindigkeit der chemischen Reaktionen im Wasser aus und dient als grundlegende Referenz für die Bewertung der Wasserumgebung.

pH-Wert : Ein Schlüsselindikator zur Charakterisierung des Säuregehalts und der Alkalität von Gewässern. Es beeinflusst tiefgreifend das Überleben und die Fortpflanzung von Wasserorganismen sowie die Migration, Umwandlung und Anreicherung verschiedener Schadstoffe im Wasser.

Gelöster Sauerstoff (DO) : Bezieht sich auf die Konzentration des in Wasser gelösten molekularen Sauerstoffs. Es handelt sich um einen kritischen Bewertungsindex zur Beurteilung der Selbstreinigungsfähigkeit von Gewässern und zur Beurteilung des Gesundheitszustands aquatischer ökologischer Umgebungen.

Leitfähigkeit : Spiegelt indirekt die Gesamtkonzentration der gelösten Ionen im Wasser wider, entsprechend dem Salzgehalt des Wassers und den gesamten gelösten Feststoffen (TDS). Es kann den Mineralisierungsgrad und den anorganischen Verschmutzungsgrad von Gewässern effektiv charakterisieren.

Trübung : Gibt den Grad der Lichtblockierung von Gewässern an, der durch suspendierte Sedimente, Algen, organische Ablagerungen und andere Partikel verursacht wird. Es ist ein wichtiger visueller und physikalischer Indikator zur Beurteilung der Wasserreinheit und des Schwebstoffverschmutzungsgrads.

Hinweis : Die Konfiguration der fünf herkömmlichen Parameter kann für bestimmte Anwendungsszenarien leicht angepasst werden. Für individuelle Überwachungsanforderungen können Redoxpotential (ORP) oder Salzgehalt Teilparameter ersetzen, während die oben genannten fünf Indikatoren nach wie vor die am weitesten verbreitete und branchenweit anerkannte Standardkonfiguration sind.

Optische Wasserqualitätssensoren ermöglichen die Erkennung von Wasserqualitätsparametern auf der Grundlage der optischen Wechselwirkungseigenschaften zwischen Wassersubstanzen und Licht, einschließlich Lichtabsorption, -streuung, Fluoreszenz und Phosphoreszenz. Da sie keinen Reagenzverbrauch, eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und eine starke Fähigkeit zum Schutz vor elektromagnetischen Störungen aufweisen, sind sie zu gängigen Überwachungsgeräten für die hochpräzise Erkennung von Wasserumgebungen geworden. Nachfolgend sind die wichtigsten Typen und Anwendungen zusammengefasst:

Funktionsprinzip : Gemäß dem Lambert-Beerschen Gesetz erfasst der Sensor die Lichtabsorptionsintensität von Wasserproben bei bestimmten ultravioletten und sichtbaren Wellenlängen und berechnet quantitativ die Konzentration der Zielschadstoffe durch die lineare Beziehung zwischen Absorption und Substanzkonzentration.

Hauptanwendungen : Echtzeit-Erkennung des chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB), des Nitratstickstoffs (NO3-N), des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) und charakteristischer organischer Schadstoffe wie der Benzolreihe in Wasser.

Funktionsprinzip : Bestrahlen Sie Wasserproben mit Anregungslicht mit spezifischer Wellenlänge und erfassen Sie die Intensität des langwelligen Emissionslichts, das durch die Anregung fluoreszierender Substanzen im Wasser erzeugt wird, um eine quantitative Überwachung der Zielsubstanzen zu realisieren.

Hauptanwendungen

• Chlorophyll-a-Sensoren: Schätzen Sie die Biomasse und Dichte von Algen, indem Sie die Intensität der Chlorophyllfluoreszenz im Wasser erfassen und so frühzeitig vor Algenblüte und Wassereutrophierung warnen.

• CDOM/FDOM-Sensoren: Überwachen Sie die Konzentration von farbigen gelösten organischen Stoffen (CDOM) und fluoreszierenden gelösten organischen Stoffen (FDOM), die zur Verfolgung organischer Verschmutzung und zur Bewertung der Gewässerökologie eingesetzt werden.

• Erdölschadstoffsensoren: Nutzen Sie die einzigartigen Fluoreszenzeigenschaften polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe in Erdölsubstanzen, um eine Online-Überwachung von Wasser, Ölverschmutzungen und Ölverschmutzung zu realisieren.

Funktionsprinzip : Erfassen Sie die Lichtstreuintensität, die von suspendierten Partikeln im Wasser erzeugt wird. Zur Quantifizierung der Wassertrübung werden meist die Modi 90°-Streulichterkennung oder 180°-Durchlichterkennung verwendet.

Hauptanwendungen : Direkte und hochpräzise Echtzeitmessung der Wassertrübung in Oberflächengewässern, häuslichem Abwasser und Industrieabwasser.

Funktionsprinzip : Verwenden Sie einen Laser als Lichtquelle, der die Vorteile einer hohen Monochromatizität, einer hohen Helligkeit und einer geringen Interferenz bietet. In Kombination mit Raman-Spektroskopie und abstimmbarer Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie-Technologie wird eine hochempfindliche Spurenerkennung erreicht.

Hauptanwendungen : Erkennung von Spuren gelöster Gase (Methan, Kohlendioxid usw.) und Mikroverunreinigungen in geringer Konzentration im Wasser, geeignet für die Feinüberwachung von Wasserumgebungen mit hohem Standard.

Ionen-Wasserqualitätssensoren sind professionelle Geräte zur Erkennung spezifischer ionischer Substanzen im Wasser. Ihre Kerntechnologie basiert auf ionenselektiven Elektroden und fortschrittlichen elektrochemischen Sensorprinzipien. Sie können die Aktivität und Konzentration von Zielionen in Wasserproben genau erfassen, zeichnen sich durch einfache Struktur, schnelle Reaktion und niedrige Kosten aus und werden häufig bei der herkömmlichen Überwachung des Ionenindex der Wasserqualität eingesetzt.