เซ็นเซอร์วัดปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำแบบใช้แสง (Optical Dissolved Oxygen Sensors หรือ ODO) หรือที่รู้จักกันในชื่อเซ็นเซอร์แบบใช้ฟลูออเรสเซนส์ เป็นเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่แตกต่างจากวิธีการใช้เมมเบรนอิเล็กโทรดแบบดั้งเดิม (เซลล์คลาร์ก) คุณสมบัติหลักคือการใช้การลดลงของฟลูออเรสเซนส์เพื่อวัดความเข้มข้นของออกซิเจนละลายในน้ำ
หลักการทำงาน:
ปลายของเซนเซอร์ถูกหุ้มด้วยเยื่อที่ชุบด้วยสีย้อมเรืองแสง เมื่อสีย้อมนี้ถูกกระตุ้นด้วยแสงสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ มันจะปล่อยแสงสีแดงออกมา หากมีโมเลกุลออกซิเจนอยู่ในน้ำ โมเลกุลออกซิเจนจะชนกับโมเลกุลสีย้อมที่ถูกกระตุ้น ทำให้ความเข้มของการเรืองแสงลดลงและอายุการเรืองแสงสั้นลง การวัดการเปลี่ยนแปลงของอายุการเรืองแสงหรือความเข้มของการเรืองแสงนี้ จะช่วยให้สามารถคำนวณความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายในน้ำได้อย่างแม่นยำ
ลักษณะสำคัญ:
- ไม่มีการบริโภคออกซิเจน ไม่มีอิเล็กโทรไลต์:
- นี่คือความแตกต่างพื้นฐานที่สุดจากวิธีการใช้อิเล็กโทรดเมมเบรน เซนเซอร์แบบออปติคอลไม่ใช้ออกซิเจนจากตัวอย่าง ทำให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำกว่า โดยเฉพาะในแหล่งน้ำที่มีการไหลต่ำหรือน้ำนิ่ง
- ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์หรือเมมเบรน ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาได้อย่างมาก
- ดูแลรักษาง่าย เสถียรภาพสูง:
- ไม่มีปัญหาเรื่องการอุดตันของเมมเบรน การปนเปื้อนของอิเล็กโทรด หรือการปนเปื้อนของอิเล็กโทรไลต์
- ระยะเวลาการสอบเทียบที่ยาวนาน โดยมักจะต้องทำการสอบเทียบเพียงทุกๆ สองสามเดือนหรือนานกว่านั้น
- ตอบสนองรวดเร็วและแม่นยำสูง:
- ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของออกซิเจนละลายในน้ำได้อย่างรวดเร็วมาก ทำให้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำแบบเรียลไทม์ได้
- การวัดจะไม่ได้รับผลกระทบจากความเร็วการไหลหรือสารรบกวน เช่น ซัลไฟด์ ทำให้ได้ความแม่นยำและเสถียรภาพที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม
- การเปลี่ยนแปลงในระยะยาวมีน้อยมาก:
- คุณสมบัติของสีย้อมเรืองแสงมีความเสถียรสูง ส่งผลให้สัญญาณเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุด และรับประกันความน่าเชื่อถือในการวัดในระยะยาว
- ใช้งานง่าย:
- โดยทั่วไปแล้วใช้งานได้ทันทีโดยไม่ต้องรอเวลาในการปรับขั้วนานหลังจากเริ่มต้นใช้งาน พร้อมสำหรับการวัดได้ทันที
ข้อเสีย:
- ต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่า: โดยทั่วไปแล้วจะมีราคาแพงกว่าเซ็นเซอร์อิเล็กโทรดเมมเบรนแบบดั้งเดิม
- แผ่นเมมเบรนเรืองแสงมีอายุการใช้งานจำกัด: แม้ว่าจะใช้งานได้นาน (โดยปกติ 1-3 ปี) แต่ในที่สุดเมมเบรนก็จะเสื่อมสภาพจากแสงหรือเกิดการอุดตันและต้องเปลี่ยนใหม่
- การปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้นจากน้ำมันและสาหร่าย: การเคลือบด้วยน้ำมันหรือคราบจุลินทรีย์หนาแน่นบนพื้นผิวเซ็นเซอร์อาจรบกวนการกระตุ้นและการรับแสง ทำให้จำเป็นต้องทำความสะอาด
2. สถานการณ์การใช้งาน
เนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เซ็นเซอร์วัดปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำแบบออปติคอลจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขาที่ต้องการการตรวจสอบปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำอย่างต่อเนื่องและแม่นยำ:
- โรงงานบำบัดน้ำเสีย:
- เป็นแอปพลิเคชันที่สำคัญ ใช้ในการตรวจสอบปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ (DO) ในถังเติมอากาศและโซนแอโรบิก/แอนแอโรบิก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเติมอากาศ ช่วยให้ควบคุมได้อย่างแม่นยำ ประหยัดพลังงาน และเพิ่มประสิทธิภาพการบำบัด
- การตรวจสอบแหล่งน้ำธรรมชาติ (แม่น้ำ ทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำ):
- ใช้ในสถานีตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมเพื่อประเมินความสามารถในการชำระล้างตัวเองของแหล่งน้ำ สถานะภาวะยูโทรฟิเคชัน และภาวะขาดออกซิเจนที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งให้ข้อมูลสำหรับการคุ้มครองระบบนิเวศ
- การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ:
- ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ (DO) เป็นหัวใจสำคัญของการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ เซ็นเซอร์แสงช่วยให้สามารถตรวจสอบในบ่อและแท็งก์ได้ตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ สามารถส่งสัญญาณเตือนและเปิดใช้งานเครื่องเติมอากาศโดยอัตโนมัติเมื่อระดับออกซิเจนลดลงต่ำเกินไป ป้องกันการตายของปลาและรักษาผลผลิต
- การวิจัยทางวิทยาศาสตร์:
- ใช้ในการสำรวจทางสมุทรศาสตร์ การศึกษาทางด้านทะเลสาบวิทยา และการทดลองทางด้านพิษวิทยาต่อระบบนิเวศ ซึ่งข้อมูลปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำ (DO) ที่มีความแม่นยำสูงและมีสิ่งรบกวนต่ำเป็นสิ่งจำเป็น
- น้ำที่ใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรม:
- ในระบบต่างๆ เช่น ระบบน้ำหล่อเย็นของโรงไฟฟ้าและโรงงานเคมี การตรวจสอบปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ (DO) เพื่อควบคุมการกัดกร่อนและการเกิดคราบจุลินทรีย์
3. กรณีศึกษาการประยุกต์ใช้ในประเทศฟิลิปปินส์
เนื่องจากฟิลิปปินส์เป็นประเทศหมู่เกาะ เศรษฐกิจของประเทศจึงพึ่งพาการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและการท่องเที่ยวเป็นอย่างมาก ขณะเดียวกันก็เผชิญกับความท้าทายด้านมลพิษทางน้ำจากการขยายตัวของเมือง ดังนั้น การตรวจสอบคุณภาพน้ำ โดยเฉพาะปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
กรณีศึกษา: ระบบตรวจสอบออกซิเจนละลายน้ำอัจฉริยะและระบบเติมอากาศในเขตเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำลากูน่าเดเบย์
ข้อมูลเบื้องต้น:
ทะเลสาบลาโกนา เดอ เบย์ เป็นทะเลสาบที่ใหญ่ที่สุดในฟิลิปปินส์ โดยพื้นที่โดยรอบมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ โดยเฉพาะปลานิลและปลากะพงขาว อย่างไรก็ตาม ทะเลสาบแห่งนี้กำลังเผชิญกับภัยคุกคามจากภาวะยูโทรฟิเคชัน ในช่วงฤดูร้อนที่อากาศร้อนจัด การแบ่งชั้นของน้ำอาจนำไปสู่ภาวะขาดออกซิเจนในชั้นน้ำที่ลึกกว่า ซึ่งมักทำให้ปลาตายเป็นจำนวนมาก ("ปลาตาย") ส่งผลให้เกษตรกรประสบความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมาก
โซลูชันการใช้งาน:
กรมประมงและทรัพยากรทางน้ำ (BFAR) ร่วมกับรัฐบาลท้องถิ่น ส่งเสริมการใช้ระบบตรวจสอบและควบคุมคุณภาพน้ำอัจฉริยะโดยใช้เซ็นเซอร์วัดปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำแบบออปติคอล ในฟาร์มเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่และพื้นที่สำคัญของทะเลสาบ
ส่วนประกอบของระบบและขั้นตอนการทำงาน:
- จุดตรวจสอบ: ทุ่นวัดคุณภาพน้ำแบบหลายพารามิเตอร์ที่ติดตั้งเซ็นเซอร์วัดปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ (DO) แบบออปติคอล ถูกนำไปติดตั้งในจุดต่างๆ ในบ่อเลี้ยงปลา (โดยเฉพาะในบริเวณที่ลึกกว่า) และจุดสำคัญต่างๆ ในทะเลสาบ เซ็นเซอร์เหล่านี้ถูกเลือกใช้เนื่องจาก:
- บำรุงรักษาง่าย: การใช้งานที่ยาวนานโดยไม่ต้องบำรุงรักษาเหมาะอย่างยิ่งสำหรับพื้นที่ที่มีบุคลากรด้านเทคนิคจำกัด
- ความต้านทานต่อการรบกวน: มีโอกาสเกิดความเสียหายจากการอุดตันน้อยลงในน้ำเลี้ยงสัตว์น้ำที่มีสารอินทรีย์สูงและขุ่น
- ข้อมูลแบบเรียลไทม์: สามารถให้ข้อมูลได้ทุกนาที ช่วยให้ตรวจจับการลดลงของปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ (DO) อย่างฉับพลันได้อย่างรวดเร็ว
- การส่งข้อมูล: ข้อมูลจากเซ็นเซอร์จะถูกส่งแบบเรียลไทม์ผ่านเครือข่ายไร้สาย (เช่น GPRS/4G หรือ LoRa) ไปยังแพลตฟอร์มคลาวด์และแอปพลิเคชันบนมือถือของเกษตรกร
- ระบบควบคุมอัจฉริยะและระบบเตือนภัยล่วงหน้า:
- ฝั่งแพลตฟอร์ม: แพลตฟอร์มคลาวด์ได้รับการตั้งค่าเกณฑ์การแจ้งเตือน DO (เช่น ต่ำกว่า 3 มก./ลิตร)
- ฝั่งผู้ใช้งาน: เกษตรกรจะได้รับการแจ้งเตือนด้วยเสียง/ภาพ ข้อความ SMS หรือการแจ้งเตือนผ่านแอปพลิเคชัน
- ระบบควบคุมอัตโนมัติ: ระบบสามารถเปิดใช้งานเครื่องเติมอากาศโดยอัตโนมัติจนกว่าระดับออกซิเจนละลายน้ำจะกลับสู่ระดับที่ปลอดภัย
ผลลัพธ์:
- ลดอัตราการตายของปลา: ระบบเตือนภัยล่วงหน้าและการเติมอากาศอัตโนมัติช่วยป้องกันเหตุการณ์ปลาตายจำนวนมากที่เกิดจากระดับออกซิเจนละลายน้ำต่ำอย่างรุนแรงในช่วงกลางคืนหรือเช้ามืดได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- ประสิทธิภาพการทำฟาร์มที่ดีขึ้น: เกษตรกรสามารถจัดการการให้อาหารและการเติมอากาศได้อย่างเป็นวิทยาศาสตร์มากขึ้น ลดต้นทุนค่าไฟฟ้า (โดยหลีกเลี่ยงการเปิดเครื่องเติมอากาศตลอด 24 ชั่วโมง) และปรับปรุงอัตราการเปลี่ยนอาหารเป็นเนื้อ และอัตราการเจริญเติบโตของปลาให้ดีขึ้น
- ข้อมูลเพื่อการจัดการสิ่งแวดล้อม: สถานีตรวจวัดในทะเลสาบให้ข้อมูล DO ระยะยาวทั้งในเชิงพื้นที่และเวลาแก่ BFAR ซึ่งช่วยในการวิเคราะห์แนวโน้มภาวะยูโทรฟิเคชันและกำหนดนโยบายการจัดการทะเลสาบอย่างเป็นวิทยาศาสตร์มากขึ้น
สรุป:
ในประเทศกำลังพัฒนาอย่างเช่นฟิลิปปินส์ ซึ่งการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเผชิญกับความเสี่ยงสูงและโครงสร้างพื้นฐานอาจมีข้อจำกัด เซ็นเซอร์วัดปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำแบบออปติคอลได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือทางเทคโนโลยีที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบแม่นยำและการจัดการสิ่งแวดล้อมอย่างชาญฉลาด เนื่องจากมีความทนทาน บำรุงรักษาง่าย และมีความน่าเชื่อถือสูง เซ็นเซอร์เหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้เกษตรกรลดความเสี่ยงและเพิ่มรายได้เท่านั้น แต่ยังให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์อย่างมากในการปกป้องระบบนิเวศทางน้ำอันล้ำค่าของฟิลิปปินส์อีกด้วย
เรายังสามารถนำเสนอโซลูชันที่หลากหลายสำหรับ
1. เครื่องวัดแบบพกพาสำหรับวัดคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์
2. ระบบทุ่นลอยน้ำสำหรับตรวจวัดคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์
3. แปรงทำความสะอาดอัตโนมัติสำหรับเซ็นเซอร์วัดค่าน้ำหลายพารามิเตอร์
4. ชุดเซิร์ฟเวอร์และโมดูลซอฟต์แวร์ไร้สายครบชุด รองรับ RS485 GPRS /4G/WIFI/LORA/LORAWAN
สำหรับเซ็นเซอร์เพิ่มเติม ข้อมูล,
โปรดติดต่อบริษัท Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
เว็บไซต์ของบริษัท:www.hondetechco.com
โทร: +86-15210548582
วันที่เผยแพร่: 30 ตุลาคม 2568