Онлайн усны чанарын хяналтын мэдрэгчийн тодорхойлолт

Усны чанарын мэдрэгчийн тодорхойлолт

Усны чанарын мэдрэгч нь усны биет дэх нэг буюу хэд хэдэн тодорхой физик, химийн шинж чанарыг илрүүлж, эдгээр шинж чанаруудын концентрац, эрчмийг бүртгэх, харуулах, боловсруулах боломжтой цахилгаан дохио болгон хувиргах чадвартай аналитик төхөөрөмж юм.

Энгийнээр хэлбэл, түүний үндсэн функцууд нь 'ойлголт' ба 'хувиралт' юм.

Ойлголт: Тодорхой мэдрэмтгий элементүүдээр (электрод, мембран, оптик мэдрэгч гэх мэт) усны дээж дэх зорилтот бодисуудтай физик эсвэл химийн урвал явагддаг.

Хувиргах: Урвалын улмаас үүссэн өөрчлөлтийг (боломж, гүйдэл, гэрлийн эрч хүч, температурын өөрчлөлт гэх мэт) стандартчилагдсан цахилгаан дохио (4-20мА гүйдэл, дижитал дохио гэх мэт) болгон хувиргана.

Усны чанарын мэдрэгч нь усны чанарын хяналтын орчин үеийн систем, тухайлбал, онлайн автомат хяналтын станц, хөвүүр, хөдөлгөөнт хяналтын хөлөг онгоцыг бий болгох үндсэн нэгж юм.

2. Хэмжилтийн уламжлалт 5 үзүүлэлт юу вэ?

Усны чанарын таван уламжлалт үзүүлэлт нь усны чанарын үндсэн байдлыг үнэлэх хамгийн суурь бөгөөд үндсэн үзүүлэлт юм. Тэд ихэвчлэн орно:

Температур: Энэ нь усанд ууссан хүчилтөрөгч, бичил биетний идэвхжил, химийн урвалын хурдад нөлөөлдөг бөгөөд бараг бүх хэмжилтэнд засвар хийх шаардлагатай үндсэн үзүүлэлт юм.

рН-ийн утга: Энэ нь усны биетүүдийн хүчиллэг, шүлтлэг байдлыг тодорхойлдог бөгөөд усны организмын оршин тогтнох, бохирдуулагч бодисын шилжилт, хувиралтад шийдвэрлэх нөлөө үзүүлдэг.

Ууссан хүчилтөрөгч: Энэ нь усанд ууссан молекул хүчилтөрөгчийн концентрацийг илэрхийлдэг бөгөөд усны биетүүдийн өөрийгөө цэвэршүүлэх чадварыг хэмжих, усны организмын оршин тогтнох байдлыг үнэлэх гол үзүүлэлт юм.

Дамжуулах чадвар: Энэ нь усан дахь ууссан ионы нийт концентрацийг (жишээ нь: давсжилт эсвэл нийт ууссан хатуу бодис TDS) шууд бусаар тодорхойлдог бөгөөд усны биетүүдийн эрдэсжилт, бохирдлын зэргийг тодорхойлоход ашиглаж болно.

Булингартай байдал: Энэ нь усан дахь өлгөөтэй тоосонцор (тунадас, замаг, органик бодис гэх мэт) үүсгэсэн гэрлийн урсгалд усны биетүүдийн гэрлийг хэр зэрэг саад учруулж байгааг харуулж, мэдрэхүйн шинж чанар, цэвэр байдлын чухал үзүүлэлт юм.

Тэмдэглэл: Тодорхой хувилбаруудад 'таван параметр' бага зэрэг ялгаатай байж болно. Жишээлбэл, 'REDOX боломж' эсвэл 'давсжилт' зэрэг нь заримдаа багтаж болох боловч дээрх тав нь хамгийн түгээмэл бөгөөд хүлээн зөвшөөрөгдсөн тодорхойлолтууд юм.

3. Ямар төрлийн оптик мэдрэгчүүд багтдаг вэ?

Оптик мэдрэгч нь бодис ба гэрлийн харилцан үйлчлэлийн зарчимд (шингээлт, тархалт, флюресцент, фосфоресценц гэх мэт) үндэслэн хэмждэг. Тэд ихэвчлэн урвалж шаарддаггүй, хурдан хариу үйлдэл үзүүлдэг, цахилгаан соронзон хөндлөнгийн нөлөөнд бага өртдөг зэрэг давуу талуудтай.

Үндсэн төрлүүд нь:

Хэт ягаан туяанд харагдах гэрлийн шингээлтийн спектр мэдрэгч

Зарчим: Усны дээж нь тодорхой долгионы урттай хэт ягаан туяа эсвэл үзэгдэх гэрлийг шингээх зэргийг хэмжиж, Беер-Ламбертын хуульд үндэслэн бохирдуулагчийн концентрацийг тооцоолно.

Хэрэглээ: COD (Химийн хүчилтөрөгчийн хэрэгцээ), NO3-N (нитрат азот), TOC (Нийт органик нүүрстөрөгч), өвөрмөц органик бодис (бензолын цуврал бодис гэх мэт) хэмжих.

Флюресценцийн мэдрэгч

Зарчим: Усны дээж дээр тодорхой долгионы урттай гэрэл (өдөөх гэрэл) тусах ба түүнийг өдөөсний дараа тухайн бодисоос ялгарах илүү урт долгионы гэрлийн (цахилгаан гэрэл) эрчмийг хэмждэг.

Өргөдөл

Хлорофилл мэдрэгч: Замаг дахь хлорофилийн флюресценцийн эрчмийг хэмжих замаар замагны концентрацийг тооцоолж, замаг цэцэглэхээс урьдчилан сэргийлэх чухал хэрэгсэл болдог.

CDOM/FDOM мэдрэгч: Органик бохирдлыг хянах, усны эвтрофикацийг үнэлэхэд ашигладаг өнгөт/флюресцент ууссан органик бодисын концентрацийг хэмжинэ.

Газрын тосны мэдрэгч: Түүхий тос дахь полициклик үнэрт нүүрсустөрөгчийн флюресценцийн шинж чанарыг ашиглан газрын тосны бохирдлыг хянадаг.

Булингар/тарсан гэрлийн мэдрэгч

Зарчим: Усан дахь түдгэлзүүлсэн тоосонцороор гэрлийн тархалтын эрчмийг хэмжинэ. Ихэвчлэн 90 ° эсвэл 180 ° (дамждаг гэрэл) өнцөг бүхий илрүүлэгчийг ашигладаг.

Хэрэглээ: Булингарыг шууд хэмжих.

Лазер спектр мэдрэгч

Зарчим: Лазерыг гэрлийн эх үүсвэр болгон ашиглах нь сайн монохроматик, өндөр гэрэлтүүлгийн давуу талтай бөгөөд Раман спектроскопи, тохируулж болох диодын лазер шингээлтийн спектроскопи зэрэг маш мэдрэмтгий хэмжилтийг хийх боломжтой.

Хэрэглээ: Энэ нь ууссан хий (метан CH4, нүүрстөрөгчийн давхар исэл CO2 гэх мэт) болон янз бүрийн ул мөр бохирдуулагчийг хэмжихэд ашиглагддаг.

4. Ямар төрлийн ион мэдрэгчүүд багтдаг вэ?

Ион мэдрэгчийг голчлон усан дахь тодорхой ионуудын концентрацийг илрүүлэхэд ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн гол цөм нь ион сонгомол электродууд эсвэл ижил төстэй цахилгаан химийн мэдрэгч технологид оршдог.

Үндсэн төрлүүд нь:

Ион сонгомол электрод

Зарчим: Электродын дээд хэсэгт зөвхөн зорилтот ионд хариу үйлдэл үзүүлэх тусгай ион сонгомол мембран байдаг бөгөөд ингэснээр мембраны хоёр талд боломжит зөрүү үүсгэдэг. Энэ потенциалын зөрүүний хэмжээ нь ионы концентрацийн логарифмтай шууд пропорциональ байна (Нернст тэгшитгэл).

Нийтлэг төрлүүд

рН электрод: Хамгийн сонгодог ISE, H+-д мэдрэмтгий.

Аммиакийн азотын электрод: Энэ нь хийн нэвчүүлэх мембранаар дамжуулан усан дахь NH3-ийг хэмжиж, дараа нь аммиакийн азотын концентрацид хувиргадаг.

Нитрат электрод: NO3- хэмждэг.

Фторын электрод: F- хэмждэг.

Цианидын электрод: CN- хэмждэг.

Кальци, кали, натри, хлоридын ионы электрод гэх мэт.

Вольт-ампер мэдрэгч

Зарчим: Ажиллаж буй электродод янз бүрийн хүчдэл өгснөөр REDOX урвалын үр дүнд үүссэн гүйдлийг хэмждэг. Оргил гүйдэл нь ионы концентрацтай холбоотой.

Хэрэглээ: Хар тугалга Pb⊃2;⁺, кадми Cd⊃2;⁺, зэс Cu⊃2;⁺, цайр Zn⊃2;⁺ гэх мэт хүнд металлын ионуудыг маш өндөр мэдрэмжтэй хэмжихэд ихэвчлэн ашигладаг.

Дүгнэлт ба харьцуулалт

Мэдрэгчийн ангилал	Үндсэн зарчим	Давуу тал	Хэмжилтийн ердийн үзүүлэлтүүд
Оптик мэдрэгч	Гэрэл ба бодисын харилцан үйлчлэл (шингээлт, тархалт, флюресцент)	Энэ нь урвалж шаарддаггүй, хурдан хариу үйлдэл үзүүлдэг, байнгын хяналттай, харьцангуй бага засвар үйлчилгээ шаарддаг.	Булингар, ӨХ, хлорофилл а, нитрат, ууссан органик бодис
Ион мэдрэгч	Цахилгаан химийн потенциал эсвэл гүйдлийн өөрчлөлт (ион сонгомол мембран, REDOX урвал)	Сонголт сайтай, шууд хэмжилт, олон ионуудад хэрэглэх боломжтой	Аммиакийн азот, нитрат, фтор, цианид, рН, төрөл бүрийн хүнд металлын ионууд