เซ็นเซอร์วัดออกซิเจนละลายน้ำแบบออปติคัล (ODO) หรือที่รู้จักกันในชื่อเซ็นเซอร์แบบเรืองแสง เป็นเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่แตกต่างจากวิธีการวัดด้วยอิเล็กโทรดเมมเบรนแบบดั้งเดิม (เซลล์คลาร์ก) จุดเด่นของเซ็นเซอร์นี้คือการใช้การดับการเรืองแสงเพื่อวัดความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำในน้ำ
หลักการทำงาน:
ปลายของเซ็นเซอร์ถูกปกคลุมด้วยเมมเบรนที่ชุบด้วยสีย้อมเรืองแสง เมื่อสีย้อมนี้ถูกกระตุ้นด้วยแสงสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ มันจะเปล่งแสงสีแดงออกมา หากมีโมเลกุลออกซิเจนอยู่ในน้ำ โมเลกุลเหล่านี้จะชนกับโมเลกุลของสีย้อมที่ถูกกระตุ้น ทำให้ความเข้มของการเรืองแสงลดลงและอายุการเรืองแสงสั้นลง การวัดการเปลี่ยนแปลงของอายุการเรืองแสงหรือความเข้มนี้ทำให้สามารถคำนวณความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายน้ำได้อย่างแม่นยำ
คุณสมบัติหลัก:
- ไม่ต้องใช้ออกซิเจน ไม่มีอิเล็กโทรไลต์:
- นี่คือความแตกต่างพื้นฐานที่สุดจากวิธีการใช้อิเล็กโทรดเมมเบรน เซ็นเซอร์ออปติคัลไม่ใช้ออกซิเจนจากตัวอย่าง ทำให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแหล่งน้ำที่มีอัตราการไหลต่ำหรือแหล่งน้ำนิ่ง
- ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์หรือเมมเบรน จึงลดการบำรุงรักษาได้อย่างมาก
- การบำรุงรักษาต่ำ, ความเสถียรสูง:
- ไม่มีปัญหาเรื่องการอุดตันของเมมเบรน พิษของอิเล็กโทรด หรือการปนเปื้อนของอิเล็กโทรไลต์
- ช่วงเวลาการสอบเทียบที่ยาวนาน โดยมักจะต้องสอบเทียบเพียงไม่กี่เดือนครั้งหรืออาจจะนานกว่านั้น
- ตอบสนองรวดเร็วและมีความแม่นยำสูง:
- ตอบสนองอย่างรวดเร็วมากต่อการเปลี่ยนแปลงของออกซิเจนที่ละลายอยู่ ช่วยให้สามารถบันทึกการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำแบบไดนามิกได้แบบเรียลไทม์
- การวัดจะไม่ได้รับผลกระทบจากความเร็วการไหลหรือสารรบกวน เช่น ซัลไฟด์ ทำให้มีความแม่นยำและเสถียรภาพที่เหนือกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการดั้งเดิม
- การดริฟท์ระยะยาวขั้นต่ำ:
- คุณสมบัติของสีย้อมเรืองแสงมีเสถียรภาพมาก ส่งผลให้สัญญาณดริฟต์น้อยที่สุด และรับประกันความน่าเชื่อถือในการวัดในระยะยาว
- ความสะดวกในการใช้งาน:
- โดยทั่วไปแล้วเป็นแบบ plug-and-play โดยไม่ต้องรอเวลาในการโพลาไรซ์ที่ยาวนานหลังจากเริ่มต้นใช้งาน พร้อมสำหรับการวัดทันที
ข้อเสีย:
- ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่า: โดยทั่วไปจะมีราคาแพงกว่าเซนเซอร์อิเล็กโทรดเมมเบรนแบบดั้งเดิม
- เมมเบรนเรืองแสงมีอายุการใช้งานจำกัด แม้ว่าจะมีอายุการใช้งานยาวนาน (ปกติ 1-3 ปี) แต่ในที่สุดเมมเบรนก็จะเสื่อมสภาพจากแสงหรือเกิดการอุดตันและจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่
- ความเสี่ยงต่อการเกิดคราบสกปรกจากน้ำมันและสาหร่าย: คราบน้ำมันหรือสิ่งมีชีวิตเกาะหนาๆ บนพื้นผิวเซนเซอร์อาจรบกวนการกระตุ้นแสงและการรับสัญญาณ จึงจำเป็นต้องทำความสะอาด
2. สถานการณ์การใช้งาน
เนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของเซนเซอร์ออกซิเจนที่ละลายในน้ำแบบออปติคัลจึงถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขาที่ต้องการการตรวจสอบ DO อย่างต่อเนื่องและแม่นยำ:
- โรงบำบัดน้ำเสีย:
- แอปพลิเคชันสำคัญ ใช้เพื่อตรวจสอบค่า DO ในถังเติมอากาศและโซนที่มีอากาศ/ไร้อากาศ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเติมอากาศ ช่วยให้สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ ประหยัดพลังงาน และเพิ่มประสิทธิภาพการบำบัด
- การติดตามแหล่งน้ำธรรมชาติ (แม่น้ำ ทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำ):
- ใช้ในสถานีตรวจสอบสิ่งแวดล้อมเพื่อประเมินความสามารถในการฟอกน้ำ สถานะยูโทรฟิเคชัน และภาวะขาดออกซิเจนที่อาจเกิดขึ้น โดยให้ข้อมูลสำหรับการปกป้องระบบนิเวศ
- การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ:
- DO คือเส้นเลือดใหญ่ของการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ เซ็นเซอร์ออปติคัลช่วยให้สามารถตรวจสอบบ่อและถังได้ตลอด 24 ชั่วโมง เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถส่งสัญญาณเตือนและเปิดใช้งานเครื่องเติมอากาศโดยอัตโนมัติเมื่อระดับน้ำลดลงต่ำเกินไป ช่วยป้องกันการตายของปลาและรักษาผลผลิต
- การวิจัยทางวิทยาศาสตร์:
- ใช้ในการสำรวจสมุทรศาสตร์ การศึกษาทางธรณีวิทยา และการทดลองทางพิษวิทยาของระบบนิเวศ ซึ่งข้อมูล DO ที่มีความแม่นยำสูงและการรบกวนต่ำมีความจำเป็น
- น้ำกระบวนการอุตสาหกรรม:
- ในระบบต่างๆ เช่น โรงไฟฟ้าและโรงงานเคมีที่ใช้น้ำหล่อเย็น ควรตรวจสอบ DO เพื่อควบคุมการกัดกร่อนและการเกิดสิ่งมีชีวิตเกาะ
3. กรณีศึกษาการประยุกต์ใช้ในประเทศฟิลิปปินส์
ในฐานะประเทศหมู่เกาะ เศรษฐกิจของฟิลิปปินส์ต้องพึ่งพาการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและการท่องเที่ยวเป็นอย่างมาก ขณะเดียวกันก็เผชิญกับปัญหามลพิษทางน้ำจากการขยายตัวของเมือง ดังนั้น การตรวจสอบคุณภาพน้ำ โดยเฉพาะออกซิเจนที่ละลายน้ำ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
กรณีศึกษา: ระบบตรวจสอบ DO อัจฉริยะและการเติมอากาศในเขตเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ Laguna de Bay
พื้นหลัง:
ลากูนา เดอ เบย์ เป็นทะเลสาบที่ใหญ่ที่สุดในฟิลิปปินส์ โดยพื้นที่โดยรอบมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ โดยเฉพาะปลานิลและปลานวลจันทร์ (Bangus) อย่างไรก็ตาม ทะเลสาบแห่งนี้กำลังเผชิญกับภัยคุกคามจากภาวะยูโทรฟิเคชัน ในช่วงฤดูร้อนที่อากาศอบอุ่น การแบ่งชั้นน้ำอาจทำให้เกิดภาวะขาดออกซิเจนในชั้นน้ำที่ลึกกว่า ซึ่งมักทำให้ปลาตายจำนวนมาก (“ปลาตาย”) ส่งผลให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมากแก่เกษตรกร
โซลูชั่นแอปพลิเคชัน:
สำนักงานประมงและทรัพยากรน้ำ (BFAR) ร่วมมือกับหน่วยงานในพื้นที่ส่งเสริมการใช้ระบบตรวจสอบและควบคุมคุณภาพน้ำอัจฉริยะที่ใช้เซ็นเซอร์ออกซิเจนที่ละลายในน้ำแบบออปติคัลในฟาร์มเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่และพื้นที่สำคัญของทะเลสาบ
ส่วนประกอบของระบบและเวิร์กโฟลว์:
- โหนดตรวจสอบ: ทุ่นตรวจวัดคุณภาพน้ำแบบหลายพารามิเตอร์ที่ติดตั้งเซ็นเซอร์วัดค่า DO แบบออปติคัลถูกติดตั้งไว้ตามจุดต่างๆ ในบ่อเลี้ยงปลา (โดยเฉพาะในบริเวณที่ลึกกว่า) และสถานที่สำคัญต่างๆ ในทะเลสาบ เซ็นเซอร์เหล่านี้ถูกเลือกเนื่องจาก:
- การบำรุงรักษาต่ำ: การทำงานที่ไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นเวลานาน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับพื้นที่ที่มีเจ้าหน้าที่ด้านเทคนิคจำกัด
- ความต้านทานต่อการรบกวน: มีโอกาสล้มเหลวจากการเกาะติดในน้ำเพาะเลี้ยงที่อุดมสมบูรณ์ด้วยอินทรีย์วัตถุและขุ่นน้อยลง
- ข้อมูลแบบเรียลไทม์: สามารถให้ข้อมูลได้ทุกนาที ช่วยให้ตรวจจับการลดลงของ DO ที่เกิดขึ้นอย่างกะทันหันได้อย่างรวดเร็ว
- การส่งข้อมูล: ข้อมูลเซ็นเซอร์จะถูกส่งแบบเรียลไทม์ผ่านเครือข่ายไร้สาย (เช่น GPRS/4G หรือ LoRa) ไปยังแพลตฟอร์มคลาวด์และแอปมือถือของเกษตรกร
- การควบคุมอัจฉริยะและการเตือนล่วงหน้า:
- ด้านแพลตฟอร์ม: แพลตฟอร์มคลาวด์ถูกตั้งค่าด้วยเกณฑ์การแจ้งเตือน DO (เช่น ต่ำกว่า 3 มก./ล.)
- ด้านผู้ใช้: เกษตรกรจะได้รับการแจ้งเตือนแบบเสียง/ภาพ, SMS หรือการแจ้งเตือนผ่านแอป
- การควบคุมอัตโนมัติ: ระบบสามารถเปิดใช้งานเครื่องเติมอากาศโดยอัตโนมัติจนกว่าระดับ DO จะกลับสู่ระดับที่ปลอดภัย
ผลลัพธ์:
- ลดอัตราการตายของปลา: การแจ้งเตือนล่วงหน้าและการเติมอากาศอัตโนมัติสามารถป้องกันเหตุการณ์ปลาตายได้หลายครั้งที่เกิดจากระดับ DO ต่ำอย่างวิกฤตในเวลากลางคืนหรือเช้าตรู่ได้สำเร็จ
- ประสิทธิภาพการทำฟาร์มที่ดีขึ้น: เกษตรกรสามารถจัดการการให้อาหารและการเติมอากาศได้อย่างเป็นวิทยาศาสตร์มากขึ้น ลดค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้า (ด้วยการหลีกเลี่ยงการใช้งานเครื่องเติมอากาศตลอดเวลา) และปรับปรุงอัตราการแปลงอาหารและอัตราการเจริญเติบโตของปลา
- ข้อมูลสำหรับการจัดการสิ่งแวดล้อม: สถานีตรวจสอบในทะเลสาบให้ข้อมูล DO เชิงปริภูมิและเวลาในระยะยาวแก่ BFAR ช่วยในการวิเคราะห์แนวโน้มของภาวะยูโทรฟิเคชันและกำหนดนโยบายการจัดการทะเลสาบที่เป็นวิทยาศาสตร์มากขึ้น
สรุป:
ในประเทศกำลังพัฒนาอย่างฟิลิปปินส์ ซึ่งการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำมีความเสี่ยงสูงและโครงสร้างพื้นฐานอาจมีปัญหา เซ็นเซอร์วัดค่าออกซิเจนละลายน้ำแบบออปติคัลได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือทางเทคโนโลยีที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่แม่นยำและการจัดการสิ่งแวดล้อมอย่างชาญฉลาด เนื่องจากมีความทนทาน บำรุงรักษาง่าย และมีความน่าเชื่อถือสูง เซ็นเซอร์เหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้เกษตรกรลดความเสี่ยงและเพิ่มรายได้เท่านั้น แต่ยังเป็นแหล่งข้อมูลที่มีประสิทธิภาพในการปกป้องระบบนิเวศทางน้ำอันล้ำค่าของฟิลิปปินส์อีกด้วย
เรายังสามารถให้บริการโซลูชั่นที่หลากหลายสำหรับ
1. เครื่องวัดคุณภาพน้ำแบบพกพาสำหรับคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์
2. ระบบทุ่นลอยน้ำเพื่อคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์
3. แปรงทำความสะอาดอัตโนมัติสำหรับเซ็นเซอร์น้ำหลายพารามิเตอร์
4. ชุดเซิร์ฟเวอร์และโมดูลซอฟต์แวร์ไร้สายครบชุด รองรับ RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
สำหรับเซ็นเซอร์เพิ่มเติม ข้อมูล,
กรุณาติดต่อ บริษัท ฮอนเดะ เทคโนโลยี จำกัด
Email: info@hondetech.com
เว็บไซต์บริษัท :www.hondetechco.com
โทร: +86-15210548582
เวลาโพสต์: 30 ต.ค. 2568