Дефиниција онлајн сензора за праћење квалитета воде

Дефиниција сензора квалитета воде

Сензор квалитета воде је аналитички уређај способан да детектује једно или више специфичних физичких или хемијских својстава у водним тијелима и претвара концентрацију или интензитет ових својстава у електричне сигнале који се могу снимити, приказати и обрадити.

Једноставно речено, његове основне функције су 'перцепција' и 'трансформација':

Перцепција: Преко специфичних осетљивих елемената (као што су електроде, мембране, оптичке сонде) долази до физичких или хемијских реакција са циљним супстанцама у узорку воде.

Конверзија: Претворите промене изазване реакцијом (као што су потенцијал, струја, интензитет светлости и промене температуре) у стандардизоване електричне сигнале (као што су струја од 4-20 мА, дигитални сигнали).

Сензори квалитета воде су основне јединице за изградњу модерних система за праћење квалитета воде, као што су онлајн аутоматске станице за праћење, бове и покретна пловила за праћење.

2. Којих је конвенционалних 5 параметара за мерење?

Пет конвенционалних параметара квалитета воде су најосновнији и основни индикатори за процену основног статуса квалитета воде. Они обично укључују:

Температура: Утиче на растворени кисеоник у води, активност микроорганизама и брзину хемијских реакција и основни је параметар који треба кориговати у скоро свим мерењима.

пХ вредност: Карактерише киселост или алкалност водених тела и има одлучујући утицај на опстанак водених организама и миграцију и трансформацију загађивача.

Растворени кисеоник: Односи се на концентрацију молекуларног кисеоника раствореног у води и кључни је индикатор за мерење капацитета самопречишћавања водених тела и процену статуса преживљавања водених организама.

Проводљивост: Индиректно карактерише укупну концентрацију растворених јона у води (тј. салинитет или укупне растворене чврсте материје ТДС), и може се користити за одређивање степена минерализације или загађења водних тела.

Замућеност: Указује на степен до којег водена тела ометају пролаз светлости, узрокована суспендованим честицама у води (као што су седимент, алге и органска материја), и важан је показатељ сензорних својстава и чистоће.

Напомена: У одређеним специфичним сценаријима, „пет параметара“ може мало да варира. На пример, „потенцијал РЕДОКСА“ или „сланост“ понекад могу бити укључени, али горњих пет су најчешће и најпознатије дефиниције.

3. Које врсте оптичких сензора су укључене?

Оптички сензори мере на основу принципа интеракције између супстанци и светлости (као што су апсорпција, расејање, флуоресценција, фосфоресценција, итд.). Обично имају предности у томе што немају потребе за реагенсима, брзо реагују и мање су подложни електромагнетним сметњама.

Главни типови укључују:

Сензор спектра апсорпције ултраљубичастог видљивог светла

Принцип: Измерите степен у коме узорци воде апсорбују ултраљубичасто или видљиво светло одређених таласних дужина и израчунајте концентрацију загађивача на основу Беер-Ламбертовог закона.

Примена: Мерење ЦОД (хемијска потражња за кисеоником), НО3-Н (нитратни азот), ТОЦ (укупни органски угљеник), специфичне органске супстанце (као што су супстанце серије бензена) итд.

Флуоресценцијски сензор

Принцип: Светлост одређене таласне дужине (ексцитационо светло) се сија на узорак воде и мери се интензитет светлости дуже таласне дужине (емисиона светлост) коју емитује супстанца након што је побуђена.

Апликација

Сензор хлорофила: мерењем интензитета флуоресценције хлорофила у алгама, он процењује концентрацију алги и важан је алат за рано упозорење на цветање алги.

ЦДОМ/ФДОМ сензори: Мере концентрацију обојене/флуоресцентне растворене органске материје, која се користи за праћење органског загађења и процену еутрофикације воде.

Сензори за нафту: Користећи карактеристике флуоресценције полицикличних ароматичних угљоводоника у сировој нафти, они прате загађење нафте.

Сензор замућености/расуте светлости

Принцип: Измерити интензитет расејања светлости суспендованим честицама у води. Обично се користе детектори са углом од 90° или 180° (пролазно светло).

Примена: Директно мерење замућености.

Сензор ласерског спектра

Принцип: Коришћењем ласера ​​као извора светлости, он има предности добре монохроматности и високе осветљености и може постићи изузетно осетљива мерења, као што су Раманова спектроскопија и подесива диодна ласерска апсорпциона спектроскопија.

Примена: Користи се за мерење растворених гасова (као што су метан ЦХ4, угљен-диоксид ЦО2) и разних загађивача у траговима.

4. Које врсте јонских сензора су укључене?

Јонски сензори се углавном користе за детекцију концентрације специфичних јона у води, а њихово језгро лежи у јон-селективним електродама или сличним технологијама електрохемијског сензора.

Главни типови укључују:

Јонско-селективна електрода

Принцип: На врху електроде налази се специјална јоноселективна мембрана која реагује само на циљни јон, стварајући тако потенцијалну разлику на обе стране мембране. Величина ове потенцијалне разлике је директно пропорционална логаритму концентрације јона (Нернстова једначина).

Уобичајени типови

пХ електрода: Најкласичнија ИСЕ, осетљива на Х+.

Амонијачна азотна електрода: Мери НХ3 у води кроз мембрану која пропушта гас и затим га претвара у концентрацију амонијачног азота.

Нитратна електрода: Мере НО3-.

Флуоридна електрода: Мере Ф-.

Цијанидна електрода: Мере ЦН-.

Калцијум, калијум, натријум, хлорид јонске електроде итд.

Волт-ампер сензор

Принцип: Применом променљивог напона на радну електроду, мери се струја генерисана РЕДОКС реакцијом. Максимална струја је повезана са концентрацијом јона.

Примена: Често се користи за мерење јона тешких метала, као што су олово Пб⊃2;⁺, кадмијум Цд⊃2;⁺, бакар Цу⊃2;⁺, цинк Зн⊃2;⁺, итд., са изузетно високом осетљивошћу.

Резиме и поређење

Категорија сензора	Основни принцип	Предности	Типични индикатори мерења
Оптички сензор	Интеракција између светлости и материје (апсорпција, расејање, флуоресценција)	Не захтева реагенсе, има брз одговор, може се континуирано пратити и захтева релативно ниско одржавање	Замућеност, ХПК, хлорофил а, нитрат, растворена органска материја
Јонски сензор	Промене у електрохемијском потенцијалу или струји (јоно-селективне мембране, РЕДОКС реакције)	Добра селективност, директно мерење и применљиво на више јона	Амонијачни азот, нитрат, флуорид, цијанид, пХ, разни јони тешких метала