اصل کار
سنسورهای اکسیژن محلول پلاروگرافی بر اساس اصول الکتروشیمیایی کار می‌کنند و در درجه اول از الکترود کلارک استفاده می‌کنند. این سنسور شامل یک کاتد طلا، یک آند نقره و یک الکترولیت خاص است که همگی توسط یک غشای نفوذپذیر انتخابی محصور شده‌اند.
در طول اندازه‌گیری، اکسیژن از طریق غشاء به داخل حسگر نفوذ می‌کند. در کاتد (الکترود طلا)، اکسیژن کاهش می‌یابد، در حالی که در آند (الکترود نقره)، اکسیداسیون رخ می‌دهد. این فرآیند یک جریان نفوذ متناسب با غلظت اکسیژن محلول در نمونه ایجاد می‌کند و اندازه‌گیری دقیق را امکان‌پذیر می‌سازد.
ویژگی‌های کلیدی
سنسورهای اکسیژن محلول پلاروگرافی به دلیل ویژگی‌های استثنایی خود به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- دقت و حساسیت بالا:
- قادر به تشخیص اکسیژن محلول در سطوح بسیار کم، با محدوده اندازه‌گیری از 0.01 میکروگرم در لیتر تا 20.00 میلی‌گرم در لیتر و وضوح تصویر تا 0.01 میکروگرم در لیتر. این ویژگی برای کاربردهایی مانند آب تغذیه بویلر و نظارت بر آب فوق خالص نیمه‌هادی بسیار مهم است.
- زمان پاسخ سریع:
- معمولاً در کمتر از ۶۰ ثانیه پاسخ می‌دهد (بعضی از محصولات در عرض ۱۵ ثانیه به زمان پاسخ می‌رسند) و به سرعت تغییرات در سطح اکسیژن محلول را منعکس می‌کند.
- الزامات نگهداری کم:
- طرح‌های مدرن اغلب نیازی به تعویض مکرر الکترولیت ندارند و هزینه‌ها و تلاش‌های طولانی‌مدت نگهداری را کاهش می‌دهند. با این حال، کالیبراسیون دوره‌ای و تعویض غشا هنوز ضروری است.
- پایداری قوی و قابلیت ضد تداخل:
- غشای نفوذپذیر انتخابی به طور موثری ناخالصی‌ها و آلاینده‌ها را جدا می‌کند و اندازه‌گیری‌های پایدار و قابل اعتماد را تضمین می‌کند.
- جبران دمایی خودکار:
- بیشتر سنسورها شامل یک سنسور دمای داخلی برای جبران خودکار دما هستند و خطاهای اندازه‌گیری ناشی از نوسانات دما را اصلاح می‌کنند.
- طراحی هوشمند و یکپارچه:
- بسیاری از حسگرها مجهز به رابط‌های ارتباطی (مثلاً RS485) هستند و از پروتکل‌های استاندارد (مثلاً Modbus) پشتیبانی می‌کنند و امکان ادغام در سیستم‌های کنترل اتوماسیون و پلتفرم‌های اینترنت اشیا را برای نظارت از راه دور داده‌ها فراهم می‌کنند.
سناریوهای کاربردی
سنسورهای اکسیژن محلول پلاروگرافی به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می‌شوند:
- فرآیندهای صنعتی و تصفیه آب:
- پایش آب تغذیه بویلر: در صنایعی مانند تولید برق، مواد شیمیایی و متالورژی، که در آنها اکسیژن محلول بیش از حد می‌تواند باعث خوردگی شدید خطوط لوله و تجهیزات فلزی شود، بسیار حیاتی است.
- نظارت بر تصفیه و تخلیه فاضلاب: سطح اکسیژن محلول مستقیماً بر فعالیت میکروبی در فرآیندهای تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی تأثیر می‌گذارد.
- تولید آب نیمه‌هادی و فوق خالص: نیاز به آب با خلوص بالا در تولید قطعات الکترونیکی، نظارت دقیق بر میزان ناچیز اکسیژن محلول را ضروری می‌سازد.
- پایش محیطی و تحقیقات علمی:
- پایش کیفیت آب‌های سطحی، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها: اکسیژن محلول شاخص کلیدی ظرفیت خودپالایی آب و سلامت اکولوژیکی آن است.
- آبزی‌پروری: پایش لحظه‌ای اکسیژن محلول به جلوگیری از کمبود اکسیژن در موجودات آبزی کمک می‌کند و راندمان کشاورزی را بهبود می‌بخشد.
- صنایع بیوتکنولوژی و داروسازی:
- غلظت اکسیژن محلول باید در بیوراکتورها (مثلاً تخمیر و کشت سلولی) دقیقاً کنترل شود تا شرایط رشد بهینه برای میکروارگانیسم‌ها یا سلول‌ها تضمین شود.
- صنایع غذایی و آشامیدنی:
- میزان اکسیژن محلول می‌تواند بر طعم، رنگ و ماندگاری محصول تأثیر بگذارد، و نظارت بر آن در طول تولید ضروری است.
کشورها/مناطق پرکاربرد
پذیرش حسگرهای اکسیژن محلول قطبی ارتباط نزدیکی با سطوح صنعتی شدن، مقررات زیست‌محیطی و پیشرفت تکنولوژی دارد:
- آمریکای شمالی:
- ایالات متحده و کانادا مقررات سختگیرانه‌ای در مورد حفاظت از محیط زیست و استانداردهای کیفیت آب اعمال می‌کنند و همین امر باعث شده است که این حسگرها به طور گسترده در صنایع پیشرفته‌ای مانند برق، مواد شیمیایی و داروسازی مورد استفاده قرار گیرند.
- اروپا:
- کشورهایی مانند آلمان، بریتانیا و فرانسه، با سیاست‌های سختگیرانه زیست‌محیطی (مثلاً دستورالعمل چارچوب آب اتحادیه اروپا) و فناوری‌های پیشرفته تصفیه فاضلاب، از مصرف‌کنندگان اصلی این حسگرها هستند.
- آسیا و اقیانوسیه:
- چین: تقاضای رو به رشد سریع به دلیل افزایش تلاش‌های حفاظت از محیط زیست (به عنوان مثال، سیاست «طرح ده آب») و تحولات در تصفیه آب و آبزی‌پروری.
- ژاپن و کره جنوبی: صنایع الکترونیک پیشرفته، نیمه‌رساناها و صنایع شیمیایی دقیق، نیازهای متنوعی را برای تجهیزات نظارت بر کیفیت آب با دقت بالا ایجاد می‌کنند.
- سایر مناطق صنعتی با مقررات سختگیرانه زیست‌محیطی نیز به طور گسترده از این حسگرها استفاده می‌کنند.
جدول خلاصه
| جنبه | توضیحات |
|---|---|
| اصل | روش پلاروگرافی (الکتروشیمیایی)، الکترود کلارک، جریان انتشار اکسیژن متناسب با غلظت. |
| برد و دقت | طیف وسیع (مثلاً، 0.01 میکروگرم در لیتر ~ 20.00 میلی‌گرم در لیتر)، وضوح بالا (مثلاً، 0.01 میکروگرم در لیتر)، مناسب برای پایش سطوح بسیار کم. |
| زمان پاسخ | معمولاً کمتر از ۶۰ ثانیه (بعضی‌ها کمتر از ۱۵ ثانیه). |
| تعمیر و نگهداری | نیاز به نگهداری کم (نیاز به تعویض مکرر الکترولیت ندارد)، اما کالیبراسیون دوره‌ای و تعویض غشاء مورد نیاز است. |
| ضد تداخل | غشای انتخابی ناخالصی‌ها را جدا می‌کند و پایداری را تضمین می‌کند. |
| جبران دما | سنسور دمای داخلی برای جبران خودکار |
| ویژگی‌های هوشمند | رابط‌های ارتباطی (مثلاً RS485)، پشتیبانی از پروتکل‌ها (مثلاً Modbus)، یکپارچه‌سازی با اینترنت اشیا. |
| کاربردها | آب تغذیه بویلر، تصفیه فاضلاب، آب فوق خالص، پایش محیط زیست، آبزی‌پروری، بیوتکنولوژی. |
| مناطق مشترک | آمریکای شمالی (ایالات متحده، کانادا)، اروپا (آلمان، انگلستان، فرانسه)، آسیا و اقیانوسیه (چین، ژاپن، کره جنوبی). |
نتیجه‌گیری
حسگرهای اکسیژن محلول پلاروگرافی، با دقت بالا، پاسخ سریع و پایداری خود، ابزارهای ضروری در پایش و تجزیه و تحلیل کیفیت آب هستند. آنها نقش حیاتی در تضمین ایمنی صنعتی، کارایی و حفاظت از محیط زیست ایفا می‌کنند.
ما همچنین می‌توانیم راه‌حل‌های متنوعی برای
۱. کنتور دستی برای کیفیت آب چند پارامتری
۲. سیستم شناور شناور برای کیفیت آب چند پارامتری
۳. برس تمیزکننده خودکار برای حسگر آب چند پارامتری
۴. مجموعه کامل سرورها و ماژول بی‌سیم نرم‌افزاری، پشتیبانی از RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
برای حسگر آب بیشتر اطلاعات،
لطفا با شرکت فناوری هونده تماس بگیرید.
Email: info@hondetech.com
وب‌سایت شرکت:www.hondetechco.com
تلفن: +86-15210548582
زمان ارسال: ۲۵ آگوست ۲۰۲۵