1. Az online vízminőség-ellenőrző érzékelők meghatározása
Az online vízminőség-ellenőrző érzékelő egy precíziós analitikai eszköz, amely folyamatosan, valós időben érzékeli a víztestek fizikai és kémiai paramétereit. Az anyagkoncentráció vagy a jellemző intenzitás finom változásait szabványos, feldolgozható elektromos jelekké alakítja, lehetővé téve a 24 órás automatikus rögzítést, megjelenítést és adatelemzést a vízkörnyezet-felügyeleti rendszerek számára.
Egyszerűen fogalmazva, az online vízminőség-ellenőrző érzékelők alapvető működési mechanizmusa két kulcsfontosságú képességre támaszkodik:
az érzékelésre és
a jelátalakításra..
Érzékelés : A dedikált érzékeny alkatrészekkel, például ionelektródákkal, áteresztő membránokkal és optikai szondákkal felszerelt érzékelők speciális fizikai vagy kémiai reakciókat indítanak el a vízmintákban lévő célanyagokkal, hogy a valós idejű vízminőségi változásokat rögzítsék.
Jelátalakítás : A reakciók által generált finom változások (beleértve a potenciálkülönbséget, az áramerősséget, a fényintenzitást és a hőmérséklet-változásokat) szabványos elektromos kimeneti jelekké alakulnak, beleértve a 4–20 mA-es analóg áramjeleket és digitális kommunikációs jeleket.
Az intelligens vízkörnyezet-felügyeleti rendszerek alapvető front-end hardvereként az online vízminőség-ellenőrző érzékelőket széles körben alkalmazzák
Akvakultúra-vízminőség-ellenőrző rendszer , online automatikus felügyeleti állomások, vízkörnyezet-figyelő bóják, mobil megfigyelőhajók és ipari víz valós idejű megfigyelési forgatókönyvei.
2. Öt hagyományos vízminőség mérési paraméter
Az öt konvencionális vízminőségi paraméter a legalapvetőbb és legmeghatározóbb mutató a vízi környezetek alapvető állapotának értékelésére, lefedi a víztestek fizikai, kémiai és ökológiai jellemző dimenzióit. Az általánosan elismert alapvető paraméterek a következők:
Vízhőmérséklet : Alapvető korrekciós paraméter szinte minden vízminőségi méréshez. Közvetlenül befolyásolja a víz oldott oxigéntartalmát, a mikrobiális aktivitást és a víz kémiai reakcióinak sebességét, alapvető referenciaként szolgál a vízi környezet értékeléséhez.
pH érték : A víztestek savasságát és lúgosságát jellemző kulcsmutató. Alapvetően befolyásolja a vízi élőlények túlélését és szaporodását, valamint a vízben lévő különféle szennyező anyagok migrációját, átalakulását és feldúsulását.
Oldott oxigén (DO) : A vízben oldott molekuláris oxigén koncentrációjára utal. Kritikus értékelési index a víztestek öntisztító képességének megítélésére és a vízi ökológiai környezet egészségi állapotának felmérésére.
Vezetőképesség : Közvetetten tükrözi a vízben oldott ionok összkoncentrációját, amely megfelel a víz sótartalmának és az összes oldott szilárd anyagnak (TDS). Hatékonyan képes jellemezni a víztestek mineralizációs fokát és szervetlen szennyezettségét.
Zavarosság : A víztestek fényzáró fokát jelzi, amelyet lebegő üledékek, algák, szerves törmelék és egyéb részecskék okoznak. Fontos vizuális és fizikai mutató a víz tisztaságának és a lebegő szennyezettség mértékének értékeléséhez.
Megjegyzés : Az öt hagyományos paraméter konfigurációja bizonyos alkalmazási forgatókönyvekhez kissé módosítható. Az egyéni megfigyelési igények esetén a redoxpotenciál (ORP) vagy a sótartalom helyettesítheti a részparamétereket, míg a fenti öt mutató továbbra is a legszélesebb körben elfogadott és az iparág által elismert szabványos konfiguráció.
3. Az optikai vízminőség-érzékelők osztályozása és alapelvei
Az optikai vízminőség-érzékelők vízminőségi paraméterek észlelését valósítják meg a víz anyagok és a fény közötti optikai kölcsönhatási jellemzők alapján, beleértve a fényelnyelést, a szórást, a fluoreszcenciát és a foszforeszcenciát. Reagensfogyasztás nélküli, gyors reakciósebességgel és erős anti-elektromágneses interferencia-képességükkel a nagy pontosságú vízkörnyezet-érzékelés fő felügyeleti eszközeivé váltak. A fő típusokat és alkalmazásokat az alábbiakban foglaljuk össze:
3.1 Ultraibolya-látható (UV-Vis) abszorpciós spektrum érzékelők
Működési elv : A Beer-Lambert törvény szerint az érzékelő érzékeli a vízminták fényelnyelési intenzitását meghatározott ultraibolya és látható hullámhosszokon, és kvantitatív módon kiszámítja a célszennyező anyagok koncentrációját az abszorbancia és az anyagkoncentráció közötti lineáris kapcsolaton keresztül.
Főbb alkalmazások : A kémiai oxigénigény (KOI), a nitrát-nitrogén (NO3-N), az összes szerves szén (TOC) és a jellegzetes szerves szennyező anyagok, például a benzol sorozat valós idejű kimutatása a vízben.
3.2 Fluoreszcencia érzékelők
Működési elv : Besugározza a vízmintákat meghatározott hullámhosszú gerjesztőfénnyel, és érzékeli a vízben lévő fluoreszcens anyagok gerjesztése által generált hosszú hullámhosszú emissziós fény intenzitását, hogy megvalósítsa a célanyagok mennyiségi ellenőrzését.
Fő alkalmazások
• Klorofill-a érzékelők: Becsülje meg az algák biomasszáját és sűrűségét a klorofill fluoreszcencia intenzitásának észlelésével a vízben, korai figyelmeztetést biztosítva az algavirágzásra és a víz eutrofizációjára.
• CDOM/FDOM érzékelők: Monitorozza a színes oldott szerves anyagok (CDOM) és a fluoreszcens oldott szerves anyagok (FDOM) koncentrációját, alkalmazva a szerves szennyezés nyomon követésére és a vízökológiai értékelésre.
• Ásványolaj-szennyezőanyag-érzékelők: Használja ki a kőolaj-anyagokban található policiklusos aromás szénhidrogének egyedi fluoreszcencia jellemzőit a víz olajszennyezésének és olajszennyezésének online monitorozására.
3.3 Zavarosság/szórt fény érzékelők
Működési elv : Határozza meg a vízben lebegő részecskék által keltett fényszórás intenzitását. Leginkább 90°-os szórt fényérzékelést vagy 180°-os áteresztett fényérzékelési módokat alkalmaz a víz zavarosságának számszerűsítésére.
Főbb alkalmazások : A víz zavarosságának közvetlen és nagy pontosságú valós idejű mérése felszíni vizekben, háztartási szennyvízben és ipari szennyvízben.
3.4 Lézer spektrum érzékelők
Működési elv : A lézert használja fényforrásként, amelynek előnyei a nagy monokromatikusság, a nagy fényerő és az alacsony interferencia. A Raman-spektroszkópiával és a hangolható dióda lézeres abszorpciós spektroszkópiai technológiával kombinálva ultra-érzékeny nyomérzékelést ér el.
Főbb alkalmazások : Nyomnyi oldott gázok (metán, szén-dioxid, stb.) és alacsony koncentrációjú mikroszennyező anyagok kimutatása vízben, alkalmas magas színvonalú vízi környezet finom monitorozására.
4. Az ionos vízminőség-érzékelők osztályozása
Az ionos vízminőség-érzékelők professzionális érzékelőeszközök a vízben lévő meghatározott ionos anyagokra. Alaptechnológiájuk ion-szelektív elektródákon és fejlett elektrokémiai érzékelési elveken alapul. Pontosan rögzíteni tudják a célionok aktivitását és koncentrációját vízmintákban, egyszerű szerkezetükkel, gyors reagálásukkal és alacsony költségükkel, és széles körben használják a hagyományos vízminőségi ionindex monitorozásban.
