ऑनलाइन जल गुणवत्ता निगरानी सेंसर की परिभाषा

जल गुणवत्ता सेंसर की परिभाषा

जल गुणवत्ता सेंसर एक विश्लेषणात्मक उपकरण है जो जल निकायों में एक या अधिक विशिष्ट भौतिक या रासायनिक गुणों का पता लगाने और इन गुणों की एकाग्रता या तीव्रता को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करने में सक्षम है जिन्हें रिकॉर्ड, प्रदर्शित और संसाधित किया जा सकता है।

सरल शब्दों में, इसके मुख्य कार्य 'धारणा' और 'परिवर्तन' हैं:

धारणा: विशिष्ट संवेदनशील तत्वों (जैसे इलेक्ट्रोड, झिल्ली, ऑप्टिकल जांच) के माध्यम से, पानी के नमूने में लक्ष्य पदार्थों के साथ भौतिक या रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।

रूपांतरण: प्रतिक्रिया के कारण होने वाले परिवर्तनों (जैसे क्षमता, वर्तमान, प्रकाश की तीव्रता और तापमान परिवर्तन) को मानकीकृत विद्युत संकेतों (जैसे 4-20mA वर्तमान, डिजिटल सिग्नल) में परिवर्तित करें।

जल गुणवत्ता सेंसर आधुनिक जल गुणवत्ता निगरानी प्रणाली, जैसे ऑनलाइन स्वचालित निगरानी स्टेशन, बोया और मोबाइल निगरानी जहाजों के निर्माण के लिए मूलभूत इकाइयां हैं।

2. माप के लिए पारंपरिक 5 पैरामीटर क्या हैं?

पानी की गुणवत्ता के पांच पारंपरिक पैरामीटर पानी की गुणवत्ता की बुनियादी स्थिति के मूल्यांकन के लिए सबसे मौलिक और मुख्य संकेतक हैं। उनमें आम तौर पर शामिल हैं:

तापमान: यह पानी में घुली ऑक्सीजन, सूक्ष्मजीवों की गतिविधि और रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को प्रभावित करता है, और यह एक बुनियादी पैरामीटर है जिसे लगभग सभी मापों में ठीक करने की आवश्यकता होती है।

पीएच मान: यह जल निकायों की अम्लता या क्षारीयता को दर्शाता है और जलीय जीवों के अस्तित्व और प्रदूषकों के प्रवास और परिवर्तन पर निर्णायक प्रभाव डालता है।

घुलित ऑक्सीजन: यह पानी में घुली आणविक ऑक्सीजन की सांद्रता को संदर्भित करता है और जल निकायों की आत्म-शुद्धि क्षमता को मापने और जलीय जीवों की जीवित स्थिति का आकलन करने के लिए एक प्रमुख संकेतक है।

चालकता: यह अप्रत्यक्ष रूप से पानी में घुले हुए आयनों की कुल सांद्रता (यानी, लवणता या कुल घुले हुए ठोस टीडीएस) की विशेषता बताता है, और इसका उपयोग जल निकायों के खनिजकरण या प्रदूषण की डिग्री निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

गंदलापन: यह इंगित करता है कि पानी में निलंबित कणों (जैसे तलछट, शैवाल और कार्बनिक पदार्थ) के कारण जल निकाय प्रकाश के मार्ग को किस हद तक बाधित करते हैं, और यह संवेदी गुणों और स्वच्छता का एक महत्वपूर्ण संकेतक है।

ध्यान दें: कुछ विशिष्ट परिदृश्यों में, 'पांच पैरामीटर' थोड़े भिन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, 'रेडॉक्स क्षमता' या 'लवणता' को कभी-कभी शामिल किया जा सकता है, लेकिन उपरोक्त पांच सबसे आम और मान्यता प्राप्त परिभाषाएं हैं।

3. किस प्रकार के ऑप्टिकल सेंसर शामिल हैं?

ऑप्टिकल सेंसर पदार्थों और प्रकाश (जैसे अवशोषण, प्रकीर्णन, प्रतिदीप्ति, स्फुरदीप्ति, आदि) के बीच संपर्क सिद्धांतों के आधार पर मापते हैं। उनमें आमतौर पर अभिकर्मकों की आवश्यकता नहीं होने, तेज़ प्रतिक्रिया और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति कम संवेदनशील होने के फायदे होते हैं।

मुख्य प्रकारों में शामिल हैं:

पराबैंगनी-दृश्यमान प्रकाश अवशोषण स्पेक्ट्रम सेंसर

सिद्धांत: उस डिग्री को मापें जिस तक पानी के नमूने पराबैंगनी या विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के दृश्य प्रकाश को अवशोषित करते हैं, और बीयर-लैंबर्ट के नियम के आधार पर प्रदूषकों की एकाग्रता की गणना करते हैं।

अनुप्रयोग: COD (रासायनिक ऑक्सीजन डिमांड), NO3-N (नाइट्रेट नाइट्रोजन), TOC (कुल कार्बनिक कार्बन), विशिष्ट कार्बनिक पदार्थ (जैसे बेंजीन श्रृंखला पदार्थ), आदि को मापना।

प्रतिदीप्ति सेंसर

सिद्धांत: एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य का प्रकाश (उत्तेजना प्रकाश) पानी के नमूने पर चमकाया जाता है, और पदार्थ के उत्तेजित होने के बाद उत्सर्जित लंबी तरंग दैर्ध्य प्रकाश (उत्सर्जन प्रकाश) की तीव्रता को मापा जाता है।

आवेदन

क्लोरोफिल एक सेंसर: शैवाल में क्लोरोफिल की प्रतिदीप्ति तीव्रता को मापकर, यह शैवाल की सांद्रता का अनुमान लगाता है और शैवाल खिलने की प्रारंभिक चेतावनी के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है।

सीडीओएम/एफडीओएम सेंसर: रंगीन/फ्लोरोसेंट घुलनशील कार्बनिक पदार्थों की सांद्रता को मापते हैं, जिनका उपयोग जैविक प्रदूषण पर नज़र रखने और जल यूट्रोफिकेशन का आकलन करने के लिए किया जाता है।

पेट्रोलियम सेंसर: कच्चे तेल में पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन की प्रतिदीप्ति विशेषताओं का उपयोग करके, वे तेल प्रदूषण की निगरानी करते हैं।

मैलापन/बिखरे हुए प्रकाश सेंसर

सिद्धांत: पानी में निलंबित कणों द्वारा प्रकाश के प्रकीर्णन की तीव्रता को मापें। आमतौर पर 90° या 180° (संचारित प्रकाश) के कोण वाले डिटेक्टरों का उपयोग किया जाता है।

अनुप्रयोग: मैलापन का प्रत्यक्ष माप।

लेजर स्पेक्ट्रम सेंसर

सिद्धांत: प्रकाश स्रोत के रूप में लेजर का उपयोग करने से, इसमें अच्छी मोनोक्रोमैटिकिटी और उच्च चमक के फायदे हैं, और यह रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और ट्यून करने योग्य डायोड लेजर अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसे बेहद संवेदनशील माप प्राप्त कर सकता है।

अनुप्रयोग: इसका उपयोग विघटित गैसों (जैसे मीथेन CH4, कार्बन डाइऑक्साइड CO2) और विभिन्न ट्रेस प्रदूषकों को मापने के लिए किया जाता है।

4. किस प्रकार के आयन सेंसर शामिल हैं?

आयन सेंसर का उपयोग मुख्य रूप से पानी में विशिष्ट आयनों की सांद्रता का पता लगाने के लिए किया जाता है, और उनका मूल आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड या समान इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसिंग प्रौद्योगिकियों में निहित है।

मुख्य प्रकारों में शामिल हैं:

आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड

सिद्धांत: इलेक्ट्रोड के शीर्ष पर, एक विशेष आयन-चयनात्मक झिल्ली होती है जो केवल लक्ष्य आयन पर प्रतिक्रिया करती है, जिससे झिल्ली के दोनों किनारों पर संभावित अंतर उत्पन्न होता है। इस संभावित अंतर का परिमाण आयन सांद्रता (नर्नस्ट समीकरण) के लघुगणक के सीधे आनुपातिक है।

सामान्य प्रकार

पीएच इलेक्ट्रोड: सबसे क्लासिक आईएसई, एच+ के प्रति संवेदनशील।

अमोनिया नाइट्रोजन इलेक्ट्रोड: यह गैस पारगम्य झिल्ली के माध्यम से पानी में NH3 को मापता है और फिर इसे अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रता में परिवर्तित करता है।

नाइट्रेट इलेक्ट्रोड: माप NO3-।

फ्लोराइड इलेक्ट्रोड: उपाय एफ-।

साइनाइड इलेक्ट्रोड: माप CN-।

कैल्शियम, पोटेशियम, सोडियम, क्लोराइड आयन इलेक्ट्रोड, आदि।

वोल्ट-एम्पीयर सेंसर

सिद्धांत: कार्यशील इलेक्ट्रोड पर भिन्न वोल्टेज लागू करके, REDOX प्रतिक्रिया द्वारा उत्पन्न धारा को मापा जाता है। शिखर धारा आयन सांद्रता से संबंधित है।

अनुप्रयोग: इसका उपयोग अक्सर अत्यधिक उच्च संवेदनशीलता वाले भारी धातु आयनों, जैसे सीसा Pb⊃2;⁺, कैडमियम Cd⊃2;⁺, तांबा Cu⊃2;⁺, जस्ता Zn⊃2;⁺, आदि को मापने के लिए किया जाता है।

सारांश और तुलना

सेंसर श्रेणी	मूल सिद्धांत	लाभ	विशिष्ट माप संकेतक
प्रकाशीय संवेदक	प्रकाश और पदार्थ के बीच परस्पर क्रिया (अवशोषण, प्रकीर्णन, प्रतिदीप्ति)	इसके लिए किसी अभिकर्मक की आवश्यकता नहीं होती है, इसकी प्रतिक्रिया तेज़ होती है, इसकी लगातार निगरानी की जा सकती है और अपेक्षाकृत कम रखरखाव की आवश्यकता होती है	गंदलापन, सीओडी, क्लोरोफिल ए, नाइट्रेट, घुले हुए कार्बनिक पदार्थ
आयन सेंसर	विद्युत रासायनिक क्षमता या धारा में परिवर्तन (आयन-चयनात्मक झिल्ली, REDOX प्रतिक्रियाएँ)	अच्छी चयनात्मकता, प्रत्यक्ष माप और एकाधिक आयनों पर लागू	अमोनिया नाइट्रोजन, नाइट्रेट, फ्लोराइड, साइनाइड, पीएच, विभिन्न भारी धातु आयन