دور وخصائص وتطبيقات مستشعرات الأكسجين المذاب القطبية

مبدأ العمل

تعمل مستشعرات الأكسجين المذاب الاستقطابية بناءً على مبادئ كهروكيميائية، وتستخدم بشكل رئيسي قطب كلارك. يتكون المستشعر من كاثود ذهبي، وأنود فضي، وإلكتروليت محدد، جميعها محاطة بغشاء نفاذ انتقائي.

أثناء القياس، ينتشر الأكسجين عبر الغشاء إلى المستشعر. عند الكاثود (القطب الذهبي)، يخضع الأكسجين لعملية اختزال، بينما يحدث الأكسدة عند الأنود (القطب الفضي). تُولّد هذه العملية تيار انتشار يتناسب مع تركيز الأكسجين المذاب في العينة، مما يُتيح قياسًا دقيقًا.

الميزات الرئيسية

يتم اعتماد مستشعرات الأكسجين المذاب القطبية على نطاق واسع بسبب خصائصها الاستثنائية:

1. دقة وحساسية عالية:
   • قادر على كشف مستويات ضئيلة من الأكسجين المذاب، بنطاقات قياس تتراوح بين 0.01 ميكروغرام/لتر و20.00 ملغ/لتر، ودقة تصل إلى 0.01 ميكروغرام/لتر. يُعد هذا الجهاز بالغ الأهمية لتطبيقات مثل مراقبة مياه تغذية الغلايات ومياه أشباه الموصلات فائقة النقاء.
2. وقت الاستجابة السريع:
   • يستجيب عادة في أقل من 60 ثانية (بعض المنتجات تحقق أوقات استجابة في غضون 15 ثانية)، مما يعكس بسرعة التغييرات في مستويات الأكسجين المذاب.
3. متطلبات صيانة منخفضة:
   • غالبًا ما لا تتطلب التصاميم الحديثة استبدالًا متكررًا للإلكتروليت، مما يقلل من تكاليف وجهود الصيانة طويلة الأمد. ومع ذلك، لا تزال المعايرة الدورية واستبدال الأغشية ضروريين.
4. استقرار قوي وقدرة مضادة للتداخل:
   • يعمل الغشاء القابل للنفاذ الانتقائي على عزل الشوائب والمواد الملوثة بشكل فعال، مما يضمن قياسات مستقرة وموثوقة.
5. التعويض التلقائي لدرجة الحرارة:
   • تتضمن معظم المستشعرات مستشعر درجة حرارة مدمجًا للتعويض التلقائي لدرجة الحرارة، وتصحيح أخطاء القياس الناجمة عن تقلبات درجة الحرارة.
6. تصميم ذكي ومتكامل:
   • تم تجهيز العديد من أجهزة الاستشعار بواجهات اتصال (على سبيل المثال، RS485) وتدعم البروتوكولات القياسية (على سبيل المثال، Modbus)، مما يتيح التكامل في أنظمة التحكم الآلي ومنصات إنترنت الأشياء لمراقبة البيانات عن بعد.

سيناريوهات التطبيق

تُستخدم مستشعرات الأكسجين المذاب القطبية على نطاق واسع في مختلف الصناعات:

1. العمليات الصناعية ومعالجة المياه:
   • مراقبة مياه تغذية الغلايات: أمر بالغ الأهمية في الصناعات مثل توليد الطاقة والمواد الكيميائية والمعادن، حيث يمكن للأكسجين المذاب الزائد أن يسبب تآكلًا شديدًا في خطوط الأنابيب والمعدات المعدنية.
   • معالجة مياه الصرف الصحي ومراقبة تصريفها: تؤثر مستويات الأكسجين المذاب بشكل مباشر على النشاط الميكروبي في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية والصناعية.
   • إنتاج أشباه الموصلات والمياه فائقة النقاء: تتطلب متطلبات المياه عالية النقاء في تصنيع الإلكترونيات مراقبة دقيقة لمستويات الأكسجين المذاب.
2. الرصد البيئي والبحث العلمي:
   • مراقبة جودة المياه السطحية والأنهار والبحيرات: يعد الأكسجين المذاب مؤشرا رئيسيا لقدرة المياه على تنقية نفسها والصحة البيئية.
   • تربية الأحياء المائية: يساعد الرصد الفوري للأكسجين المذاب على منع نقص الأكسجين في الكائنات المائية، مما يحسن كفاءة الزراعة.
3. التكنولوجيا الحيوية والصناعات الدوائية:
   • يجب التحكم بدقة في تركيز الأكسجين المذاب في المفاعلات الحيوية (على سبيل المثال، التخمير وزراعة الخلايا) لضمان ظروف نمو مثالية للكائنات الحية الدقيقة أو الخلايا.
4. صناعة الأغذية والمشروبات:
   • يمكن أن تؤثر مستويات الأكسجين المذاب على طعم المنتج ولونه ومدة صلاحيته، مما يجعل المراقبة ضرورية أثناء الإنتاج.

الدول/المناطق الأكثر استخدامًا

يرتبط استخدام أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الاستقطابية ارتباطًا وثيقًا بمستويات التصنيع واللوائح البيئية والتقدم التكنولوجي:

1. أمريكا الشمالية:
   • تطبق الولايات المتحدة وكندا لوائح صارمة لحماية البيئة ومعايير جودة المياه، مما يجعل هذه المستشعرات مستخدمة على نطاق واسع في الصناعات الراقية مثل الطاقة والمواد الكيميائية والأدوية.
2. أوروبا:
   • وتعد دول مثل ألمانيا والمملكة المتحدة وفرنسا، التي لديها سياسات بيئية صارمة (على سبيل المثال، توجيه إطار عمل المياه في الاتحاد الأوروبي) وتقنيات متقدمة لمعالجة مياه الصرف الصحي، من المستهلكين الرئيسيين لهذه المستشعرات.
3. آسيا والمحيط الهادئ:
   • الصين: الطلب المتزايد بسرعة نتيجة لجهود حماية البيئة المتزايدة (على سبيل المثال، سياسة "خطة العشرة للمياه") والتطورات في معالجة المياه وتربية الأحياء المائية.
   • اليابان وكوريا الجنوبية: تعمل صناعات الإلكترونيات المتقدمة وأشباه الموصلات والمواد الكيميائية الدقيقة على تلبية الاحتياجات المتنوعة لمعدات مراقبة جودة المياه عالية الدقة.
4. وتستخدم المناطق الصناعية الأخرى ذات الأنظمة البيئية الصارمة هذه المستشعرات على نطاق واسع أيضًا.

جدول الملخص

خاتمة

تُعدّ مستشعرات الأكسجين المذاب البولاروغرافية، بفضل دقتها العالية وسرعة استجابتها واستقرارها، أدواتٍ أساسيةً في مراقبة جودة المياه وتحليلها. كما تلعب دورًا حيويًا في ضمان السلامة الصناعية والكفاءة وحماية البيئة.

يمكننا أيضًا تقديم مجموعة متنوعة من الحلول لـ

1. جهاز قياس جودة المياه المحمول متعدد المعايير

2. نظام العوامات العائمة لجودة المياه متعددة المعايير

3. فرشاة تنظيف أوتوماتيكية لمستشعر المياه متعدد المعلمات

4. مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

لمزيد من مستشعر المياه معلومة،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة:www.hondetechco.com

هاتف: +86-15210548582