دور وخصائص وتطبيقات أجهزة استشعار الأكسجين المذاب بتقنية البولاروغرافيك

مبدأ العمل

تعتمد أجهزة استشعار الأكسجين المذاب بتقنية الاستقطاب على مبادئ الكيمياء الكهربائية، وتستخدم بشكل أساسي قطب كلارك. يتكون المستشعر من مهبط ذهبي، ومصعد فضي، ومحلول إلكتروليتي محدد، وكلها محاطة بغشاء نفاذ انتقائي.

أثناء القياس، ينتشر الأكسجين عبر الغشاء إلى داخل المستشعر. عند المهبط (القطب الذهبي)، يخضع الأكسجين لعملية اختزال، بينما عند المصعد (القطب الفضي)، تحدث عملية أكسدة. تولد هذه العملية تيار انتشار يتناسب مع تركيز الأكسجين المذاب في العينة، مما يتيح قياسًا دقيقًا.

الميزات الرئيسية

تُستخدم أجهزة استشعار الأكسجين المذاب بتقنية البولاروغرافيا على نطاق واسع نظرًا لخصائصها الاستثنائية:

1. دقة وحساسية عاليتان:
   • يتميز هذا الجهاز بقدرته على الكشف عن مستويات ضئيلة من الأكسجين المذاب، بنطاقات قياس واسعة تصل إلى 0.01 ميكروغرام/لتر إلى 20.00 ملليغرام/لتر ودقة تصل إلى 0.01 ميكروغرام/لتر. وهذا أمر بالغ الأهمية لتطبيقات مثل مياه تغذية الغلايات ومراقبة المياه فائقة النقاء في صناعة أشباه الموصلات.
2. سرعة الاستجابة:
   • يستجيب عادةً في أقل من 60 ثانية (بعض المنتجات تحقق أوقات استجابة في غضون 15 ثانية)، مما يعكس بسرعة التغيرات في مستويات الأكسجين المذاب.
3. متطلبات صيانة منخفضة:
   • لا تتطلب التصاميم الحديثة في الغالب استبدال الإلكتروليت بشكل متكرر، مما يقلل من تكاليف وجهود الصيانة على المدى الطويل. ومع ذلك، لا تزال المعايرة الدورية واستبدال الغشاء ضروريين.
4. استقرار قوي وقدرة عالية على مقاومة التداخل:
   • يعمل الغشاء الانتقائي النفاذ على عزل الشوائب والملوثات بشكل فعال، مما يضمن قياسات مستقرة وموثوقة.
5. التعويض التلقائي لدرجة الحرارة:
   • تتضمن معظم أجهزة الاستشعار مستشعر درجة حرارة مدمج للتعويض التلقائي عن درجة الحرارة، وتصحيح أخطاء القياس الناتجة عن تقلبات درجة الحرارة.
6. تصميم ذكي ومتكامل:
   • تم تجهيز العديد من أجهزة الاستشعار بواجهات اتصال (مثل RS485) وتدعم البروتوكولات القياسية (مثل Modbus)، مما يتيح دمجها في أنظمة التحكم الآلي ومنصات إنترنت الأشياء لمراقبة البيانات عن بعد.

سيناريوهات التطبيق

تُستخدم أجهزة استشعار الأكسجين المذاب بتقنية الاستقطاب على نطاق واسع في مختلف الصناعات:

1. العمليات الصناعية ومعالجة المياه:
   • مراقبة مياه تغذية الغلايات: أمر بالغ الأهمية في صناعات مثل توليد الطاقة والمواد الكيميائية والمعادن، حيث يمكن أن يتسبب الأكسجين المذاب الزائد في تآكل شديد لأنابيب ومعدات المعادن.
   • معالجة مياه الصرف الصحي ومراقبة التصريف: 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 صناعة الإلكترونيات مراقبة دقيقة لآثار الأكسجين المذاب.
2. الرصد البيئي والبحث العلمي:
   • مراقبة جودة المياه السطحية والأنهار والبحيرات: يعتبر الأكسجين المذاب مؤشراً رئيسياً لقدرة المياه على التنقية الذاتية والصحة البيئية.
   • تربية الأحياء المائية: تساعد المراقبة الآنية للأكسجين المذاب على منع نقص الأكسجين في الكائنات المائية، مما يحسن كفاءة الاستزراع.
3. صناعات التكنولوجيا الحيوية والأدوية:
   • يجب التحكم بدقة في تركيز الأكسجين المذاب في المفاعلات الحيوية (مثل التخمير وزراعة الخلايا) لضمان ظروف النمو المثلى للكائنات الحية الدقيقة أو الخلايا.
4. صناعة الأغذية والمشروبات:
   • يمكن أن تؤثر مستويات الأكسجين المذاب على طعم المنتج ولونه وفترة صلاحيته، مما يجعل المراقبة ضرورية أثناء الإنتاج.

الدول/المناطق الأكثر استخداماً

يرتبط اعتماد أجهزة استشعار الأكسجين المذاب بتقنية الاستقطاب ارتباطًا وثيقًا بمستويات التصنيع واللوائح البيئية والتقدم التكنولوجي:

1. أمريكا الشمالية:
   • تفرض الولايات المتحدة وكندا لوائح صارمة لحماية البيئة ومعايير جودة المياه، مما يجعل هذه المستشعرات تستخدم على نطاق واسع في الصناعات المتطورة مثل الطاقة والمواد الكيميائية والأدوية.
2. أوروبا:
   • تعتبر دول مثل ألمانيا والمملكة المتحدة وفرنسا، التي لديها سياسات بيئية صارمة (مثل توجيه الاتحاد الأوروبي الإطاري للمياه) وتقنيات متقدمة لمعالجة مياه الصرف الصحي، من كبار مستهلكي هذه المستشعرات.
3. منطقة آسيا والمحيط الهادئ:
   • الصين: الطلب المتزايد بسرعة بسبب الجهود المتزايدة لحماية البيئة (مثل سياسة "خطة المياه العشرة") والتطورات في معالجة المياه وتربية الأحياء المائية.
   • اليابان وكوريا الجنوبية: تدفع الصناعات الإلكترونية المتقدمة وأشباه الموصلات والصناعات الكيميائية الدقيقة إلى احتياجات متنوعة لمعدات مراقبة جودة المياه عالية الدقة.
4. كما تستخدم المناطق الصناعية الأخرى التي تطبق لوائح بيئية صارمة هذه المستشعرات على نطاق واسع.

جدول ملخص

خاتمة

تُعدّ أجهزة استشعار الأكسجين المذاب بتقنية البولاروغرافيك، بفضل دقتها العالية واستجابتها السريعة وثباتها، أدوات لا غنى عنها في رصد وتحليل جودة المياه. وتلعب هذه الأجهزة دورًا حيويًا في ضمان السلامة الصناعية والكفاءة وحماية البيئة.

كما يمكننا تقديم مجموعة متنوعة من الحلول لـ

1. جهاز قياس محمول باليد لقياس جودة المياه متعددة المعايير

2. نظام العوامات العائمة لقياس جودة المياه متعددة المعايير

3. فرشاة تنظيف تلقائية لمستشعر المياه متعدد المعايير

4. مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 وGPRS و4G وWIFI وLORA وLORAWAN

لمزيد من مستشعرات المياه معلومة،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com

الهاتف: +86-15210548582