онлайн суунун сапатын көзөмөлдөө сенсорлор аныктамасы

Суунун сапаты сенсорлорунун аныктамасы

Суунун сапатынын сенсору – бул суу объектилериндеги бир же бир нече спецификалык физикалык же химиялык касиеттерди аныктоого жана бул касиеттердин концентрациясын же интенсивдүүлүгүн жазууга, көрсөтүүгө жана иштетүүгө мүмкүн болгон электрдик сигналдарга айландырууга жөндөмдүү аналитикалык түзүлүш.

Жөнөкөй сөз менен айтканда, анын негизги функциялары 'кабыл алуу' жана 'трансформация' болуп саналат:

Кабыл алуу: белгилүү бир сезгич элементтер (мисалы, электроддор, мембраналар, оптикалык зонддор) аркылуу суунун үлгүсүндөгү максаттуу заттар менен физикалык же химиялык реакциялар пайда болот.

Конверсия: Реакциядан келип чыккан өзгөрүүлөрдү (мисалы, потенциал, ток, жарыктын интенсивдүүлүгү жана температуранын өзгөрүшү) стандартташтырылган электрдик сигналдарга (мисалы, 4-20мА ток, санариптик сигналдар) айландырыңыз.

Суунун сапатынын сенсорлору суунун сапатына мониторинг жүргүзүүнүн заманбап системаларын куруу үчүн негизги бирдиктер болуп саналат, мисалы, онлайн автоматтык мониторинг станциялары, буялар жана мобилдик мониторинг жүргүзүүчү идиштер.

2. Өлчөөнүн шарттуу 5 параметри кандай?

Суунун сапатынын беш шарттуу параметри суунун сапатынын негизги абалын баалоо үчүн эң негизги жана негизги көрсөткүчтөр болуп саналат. Алар, адатта, төмөнкүлөрдү камтыйт:

Температура: Сууда эриген кычкылтекке, микроорганизмдердин активдүүлүгүнө жана химиялык реакциялардын ылдамдыгына таасир этет жана дээрлик бардык өлчөөлөрдө оңдоону талап кылган негизги параметр.

рН мааниси: Суу объектилеринин кычкылдуулугун же щелочтуулугун мүнөздөйт жана суу организмдеринин жашоосуна жана булгоочу заттардын миграциясына жана трансформациясына чечүүчү таасирин тийгизет.

Эриген кычкылтек: Бул сууда эриген молекулалык кычкылтектин концентрациясын билдирет жана суу объектилеринин өзүн-өзү тазалоо жөндөмдүүлүгүн өлчөө жана суу организмдеринин жашоо абалын баалоо үчүн негизги көрсөткүч болуп саналат.

Өткөргүчтүк: суудагы эриген иондордун жалпы концентрациясын кыйыр түрдө мүнөздөйт (башкача айтканда, туздуулук же жалпы эриген катуу заттар TDS) жана суу объектилеринин минералдануу же булгануу даражасын аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн.

Булайлануу: Бул суу объектилеринин суудагы илинген бөлүкчөлөрдөн (мисалы, чөкмөлөр, балырлар жана органикалык заттар) пайда болгон жарыктын өтүшүнө тоскоол болуу даражасын көрсөтөт жана сенсордук касиеттердин жана тазалыктын маанилүү көрсөткүчү болуп саналат.

Эскертүү: Белгилүү бир сценарийде 'беш параметр' бир аз өзгөрүшү мүмкүн. Мисалы, 'REDOX потенциалы' же 'туздуулугу' кээде кошулушу мүмкүн, бирок жогоруда айтылган беш эң кеңири таралган жана таанылган аныктамалар.

3. Оптикалык сенсорлордун кандай түрлөрү кирет?

Оптикалык сенсорлор заттар менен жарыктын (мисалы, абсорбция, чачыроо, флуоресценция, фосфоресценция ж.б.) өз ара аракеттенүү принциптеринин негизинде өлчөйт. Алардын артыкчылыктары, адатта, реагенттерге муктаждык жок, тез жооп берүү жана электромагниттик тоскоолдуктарга азыраак кабылышат.

негизги түрлөрү кирет:

Ультрафиолет-көзгө көрүнгөн жарыкты жутуу спектринин сенсору

Принцип: Суу үлгүлөрү ультракызгылт көк же белгилүү толкун узундуктагы көзгө көрүнгөн нурду сиңирүү даражасын өлчөө жана Бир-Ламберт мыйзамынын негизинде булгоочу заттардын концентрациясын эсептөө.

Колдонмо: Өлчөө COD (Химиялык кычкылтек керектөө), NO3-N (нитраты азот), TOC (жалпы органикалык көмүртек), өзгөчө органикалык заттарды (мисалы, бензол сериясы заттар) ж.б.

Флуоресценттик сенсор

Принцип: Суунун үлгүсүнө белгилүү бир толкун узундуктагы жарык (козголгон жарык) тийип, ал дүүлүккөндөн кийин зат чыгарган узунураак толкун узундуктагы жарыктын (эмиссиялык жарыктын) интенсивдүүлүгү өлчөнөт.

Колдонмо

Хлорофилл сенсор: Балырлардагы хлорофиллдин флуоресценттик интенсивдүүлүгүн өлчөө менен балырлардын концентрациясын баалайт жана балырлардын гүлдөшүнөн эрте эскертүү үчүн маанилүү курал болуп саналат.

CDOM/FDOM сенсорлору: түстүү/флуоресценттик эриген органикалык заттардын концентрациясын өлчөө, органикалык булганууну көзөмөлдөө жана суунун эвтрофикациясын баалоо үчүн колдонулат.

Мунай сенсорлору: чийки мунайдагы полициклдүү ароматтык углеводороддордун флуоресценттик мүнөздөмөлөрүн колдонуу менен, алар мунайдын булганышын көзөмөлдөйт.

Булут/чачыраган жарык сенсору

Принцип: Сууда илинген бөлүкчөлөр менен жарыктын чачыратуу интенсивдүүлүгүн өлчөө. Көбүнчө бурчу 90° же 180° (өткөрүлгөн жарык) бар детекторлор колдонулат.

Колдонмо: Булуттуулукту түз өлчөө.

Лазердик спектр сенсору

Принцип: Жарыктын булагы катары лазерди колдонуу, ал жакшы монохроматтуулуктун жана жогорку жарыктыктын артыкчылыктарына ээ жана Раман спектроскопиясы жана диоддук лазердик абсорбциялык спектроскопия сыяктуу өтө сезгич өлчөөлөргө жетише алат.

Колдонмо: Бул эриген газдарды (мисалы, метан CH4, көмүр кычкыл газы CO2) жана ар кандай изи булгоочу заттарды өлчөө үчүн колдонулат.

4. Иондук сенсорлордун кандай түрлөрү кирет?

Иондук сенсорлор негизинен суудагы белгилүү иондордун концентрациясын аныктоо үчүн колдонулат жана алардын өзөгү ион-тандоочу электроддордо же ушул сыяктуу электрохимиялык сезгич технологияларда жатат.

негизги түрлөрү кирет:

Ион тандагыч электрод

Принцип: Электроддун үстү жагында максаттуу ионго гана жооп берген атайын ион тандагыч мембрана бар, ошону менен мембрананын эки тарабында потенциалдар айырмасы пайда болот. Бул потенциалдык айырманын чоңдугу ион концентрациясынын логарифмине түз пропорционал (Нернст теңдемеси).

Жалпы түрлөрү

рН электрод: Эң классикалык ISE, H+га сезгич.

Аммиак азот электрод: Ал газ өткөрүүчү мембрана аркылуу суудагы NH3 өлчөйт, андан кийин аммиак азотунун концентрациясына айлантат.

Нитрат электрод: NO3- өлчөө.

Fluoride электрод: чаралар F-.

Цианид электрод: чаралар CN-.

Кальций, калий, натрий, хлорид иондук электроддор ж.

Вольт-ампер сенсор

Принцип: Жумушчу электродго өзгөрүлмө чыңалуу колдонуу менен REDOX реакциясынан келип чыккан ток өлчөнөт. Токтун чокусу иондун концентрациясына байланыштуу.

Колдонмо: Ал көбүнчө оор металл иондорун, мисалы, коргошун Pb⊃2;⁺, кадмий Cd⊃2;⁺, жез Cu⊃2;⁺, цинк Zn⊃2;⁺ ж.б., өтө жогорку сезгичтик менен өлчөө үчүн колдонулат.

Жыйынтык жана салыштыруу

Сенсор категориясы	Негизги принцип	Артыкчылыктары	Типтүү өлчөө көрсөткүчтөрү
Оптикалык сенсор	Жарык менен заттын өз ара аракеттенүүсү (жутуу, чачыроо, флуоресценция)	Ал эч кандай реагенттерди талап кылбайт, тез жооп берет, үзгүлтүксүз мониторинг жүргүзүүгө болот жана салыштырмалуу аз тейлөөнү талап кылат	Булайлануу, КК, хлорофилл а, нитрат, эриген органикалык заттар
Иондук сенсор	Электрохимиялык потенциалдын же токтун өзгөрүшү (ион-тандоочу мембраналар, REDOX реакциялары)	Жакшы тандоо, түздөн-түз өлчөө жана бир нече иондорго жарактуу	Аммиак азоту, нитрат, фторид, цианид, рН, ар кандай оор металл иондору