معرفی 10 سنسور پرکاربرد برای نظارت بر کیفیت آب

آب منبع حیات است، انسان بدون آب در زندگی و فعالیت های تولیدی نمی تواند زندگی کند. کیفیت آب آشامیدنی ارتباط تنگاتنگی با سلامت انسان دارد. نظارت و مدیریت کیفیت آب به موضوع مهمی در علم مدرن تبدیل شده است. سیستم پایش آنلاین کیفیت آب می تواند به طور دقیق، به موقع و جامع، کیفیت آب و روندهای توسعه فعلی را منعکس کند تا مبنای علمی برای پروژه های تصفیه آب فراهم کند. سیستم نظارت بر کیفیت آب، سنسور کیفیت آب است.

سنسورهای کیفیت آب، pH، ORP، کنداکتیویتی ، اکسیژن محلول، کلر باقیمانده، کدورت، شوری، BOD، COD و سایر پارامترهای کیفی آب را از طریق روش‌های مختلف از جمله واکنش‌های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی آب اندازه‌گیری می‌کنند و پشتیبانی از داده‌ها را برای محققان، مهندسان فراهم می‌کنند. کاربردها شامل تحقیقات آزمایشگاهی، بهبود مدیریت زیست محیطی، ارزیابی کیفیت آب دریایی، تصفیه فاضلاب و غیره است.

سنسور کیفیت آب چیست؟

سنسور کیفیت آب یک اصطلاح کلی برای انواع حسگرهایی است که PH، ORP، کلر باقیمانده، کدورت، جامدات معلق، COD، BOD، کنداکتیویتی ، شوری و اکسیژن محلول را اندازه گیری می کنند. کیفیت آب به پارامتر روزانه خاصی اشاره نمی کند، بلکه شامل تعدادی عناصر برای اندازه گیری وضعیت کیفیت آب است.

انواع سنسورهای کیفیت آب

کیفیت آب یک مفهوم کلی است که طیف وسیعی را در بر می گیرد. بنابراین، ساخت یک سیستم کامل نظارت بر کیفیت آب یک پروژه پیچیده است. خبر خوب این است که با این 10 سنسور کیفیت آب اندرس هاوزر و یک سیستم نظارت بر کیفیت آب، می توانید به راحتی کل سیستم نظارت بر کیفیت آب خود را بسازید.

• سنسور pH( pH Sensor )
• سنسور ORP( ORP Sensor)
• سنسور کنداکتیویتی ( Conductivity Sensor )
• سنسور اکسیژن محلول ( Dissolved Oxygen Sensor )
• سنسور کلر باقیمانده ( Residual Chlorine Sensor)
• سنسور کدورت ( Turbidity Sensor )
• سنسور شوری ( Salinity Sensor )
• سنسور ازن ( Ozone Sensor )
• سنسور COD ( COD Sensor )
• سنسور یون نیتروژن آمونیاک ( Ammonia Nitrogen Ion Sensor )

PH یک شاخص مهم برای پایش فاضلاب صنعتی است. در فاضلاب های صنعتی، محدوده سازگاری اکثر میکروارگانیسم ها PH 4.5-9 و محدوده pH بهینه 6.5-7.5 است. هنگامی که مقدار pH کمتر از 6.5 باشد، قارچ ها شروع به رقابت با باکتری ها می کنند. هنگامی که pH به 4.5 برسد، باکتری در مخزن بیوشیمیایی غالب می شود و به طور جدی بر ته نشین شدن لجن تأثیر می گذارد. هنگامی که مقدار pH از 9 بیشتر شود، سرعت متابولیسم میکروارگانیسم ها متوقف می شود.

به منظور نظارت بر مقدار PH فاضلاب صنعتی، ما معمولا از سنسورهای PH استفاده می کنیم. سنسورهای PH سنسورهایی هستند که برای نظارت بر غلظت یون هیدروژن در محلول اندازه‌گیری شده و تبدیل آن به سیگنال خروجی قابل استفاده می‌شوند. این مناسب برای فاضلاب صنعتی، فاضلاب خانگی، کشاورزی، آبزی پروری و دیگر سناریوهای غیر خورنده ضعیف اسیدی و محیط قلیایی ضعیف است.

سنسور ORP

پتانسیل ردوکس (ORP) یک شاخص مهم برای اندازه گیری کیفیت آب آبزی پروری است، مقدار ORP می تواند نشان دهنده کیفیت خوب یا بد آب باشد. هر چه مقدار ORP بزرگتر باشد، اکسیداسیون بدنه آبی قوی تر است، هر چه مقدار آن کوچکتر باشد، کاهش بدنه آبی قوی تر است.

سنسور ORP عمدتا به عنوان پتانسیل کاهش اکسیژن یک محلول استفاده می شود. این می تواند داده های ORP را نه تنها در آب، بلکه در خاک و محیط های کشت نیز تشخیص دهد. بنابراین، همچنین یک سنسور پرکاربرد برای نظارت مستمر ORP های مختلف آب در صنایع برق، شیمیایی، حفاظت از محیط زیست، دارویی، غذایی و سایر صنایع است. معمولاً همراه با سنسور PH استفاده می شود.

سنسور کنداکتیویتی

کنداکتیویتی توانایی هدایت جریان الکتریکی در بدنه آب است. در پایش کیفیت آب، هدایت یکی از شاخص های مهم برای بازتاب کیفیت آب است. هر چه مقدار کنداکتیویتی آب بیشتر باشد، کنداکتیویتی بهتر، مقدار TDS در آب بیشتر است. مقدار TDS نشان دهنده محتوای ناخالصی های محلول در آب است. هر چه مقدار TDS بیشتر باشد، محتوای ناخالصی در آب بیشتر است. برعکس، هر چه میزان ناخالصی کمتر باشد، آب بیشتر است. خالص، کنداکتیویتی کمتر است.

سنسورهای کنداکتیویتی را می توان با توجه به اصول اندازه گیری مختلف به سنسورهای هدایت الکترود، سنسورهای هدایت القایی و سنسورهای هدایت اولتراسونیک تقسیم کرد. سنسورهای هدایت الکترود از روش اندازه گیری مقاومت بر اساس اصل هدایت الکترولیتی استفاده می کنند. سنسورهای رسانایی القایی بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی برای دستیابی به اندازه گیری هدایت مایع هستند. سنسورهای هدایت اولتراسونیک رسانایی را بر اساس تغییر امواج مافوق صوت در مایعات اندازه گیری می کنند و دو سنسور اول بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

سنسور های Endress Hauser روش اندازه‌گیری کنداکتیویتی را با سنسور داخلی با دقت بالا، کیفیت بالا، محدوده اندازه‌گیری هدایت بین 0~20000μS/cm اتخاذ می‌کند، خطای اندازه‌گیری ± 1% FS، حساسیت بالا است. این سنسور کنداکتیویتی همراه با یک کابل متصل به ترانسمیتر است که سیگنال را به تجهیزات پردازش و/یا رکوردر می فرستد.

سنسور اکسیژن محلول (DO)

اکسیژن مولکولی موجود در هوا که در آب حل شده است، اکسیژن محلول نامیده می شود. محتوای اکسیژن محلول در آب ارتباط نزدیکی با فشار جزئی اکسیژن در هوا و دمای آب دارد. در شرایط طبیعی، محتوای اکسیژن در هوا تغییر چندانی نمی کند، بنابراین دمای آب عامل اصلی است، هر چه دمای آب کمتر باشد، محتوای اکسیژن محلول در آب بیشتر می شود. اکسیژن مولکولی محلول در آب را اکسیژن محلول می نامند که معمولاً با DO نشان داده می شود و بر حسب میلی گرم اکسیژن در لیتر آب بیان می شود. مقدار اکسیژن محلول در آب شاخصی برای اندازه گیری ظرفیت خودپالایی بدنه آبی است.

سنسور کلر باقیمانده

کلر باقیمانده اصطلاح کلی برای کلر آزاد و محدود باقیمانده در آب پس از ضدعفونی با کلر و قرار گرفتن در معرض برای مدت معینی است.

سنسور کلر باقیمانده KCL برای اندازه گیری کلر باقیمانده، دی اکسید کلر و ازن در آب استفاده می شود. ساختار الکترود ساده و آسان برای تمیز کردن و تعویض است. می توان از آن در تصفیه خانه های آب آشامیدنی، کارخانه های کنسروسازی، شبکه های توزیع آب آشامیدنی، استخرهای شنا، خنک کننده آب در گردش، پروژه های تصفیه کیفیت آب و غیره استفاده کرد که در آن کلر باقیمانده در محلول های آبی نیاز به نظارت مداوم دارد.

سنسور کدورت

کدورت ناشی از ذرات معلق در آب است. ذرات معلق به طور پراکنده نور فرودی را منعکس می کنند. نور پراکنده در جهت 90 درجه معمولا به عنوان سیگنال تست استفاده می شود. نور پراکنده و کدورت در چندین بخش خطی هستند، بنابراین سنسور باید در چندین نقطه کالیبره شود.

سنسور اندرس هاوزر با استفاده از اصل اندازه گیری کدورت نور پراکنده طراحی و تولید شده است. میزان نور عبوری از بدنه آبی را به دقت اندازه گیری می کند تا مواد معلق موجود در آب را به دقت اندازه گیری کند که می تواند آلودگی بدنه آبی را منعکس کند. به این ترتیب کدورت در نمونه آب اندازه گیری می شود و پس از خطی سازی مقدار نهایی خروجی می شود. معمولا در آشکارساز کیفیت آب برای اندازه گیری دقیق رودخانه ها، فاضلاب، فاضلاب استفاده می شود.

سنسور شوری

شوری مطلق عبارت است از نسبت جرم مواد محلول در آب دریا به جرم آب دریا. شوری مطلق را نمی توان به طور مستقیم اندازه گیری کرد، بنابراین با تغییر و بهبود روش های اندازه گیری شوری، تعریف مربوط به شوری در کاربرد عملی معرفی می شود.

سنسورهای شوری برای اندازه گیری شوری مایعات و محلول ها استفاده می شوند و قادر به اندازه گیری کل محدوده از 24 تا 52000 ppm (قسمت در میلیون) هستند. شوری مجموع تمام نمک های غیر کربناتی محلول در آب است و معمولاً بر حسب قسمت در هزار (1 ppm = 1000 میلی گرم در لیتر) بیان می شود. شوری یک اندازه گیری مهم در آب دریا است. سطح شوری در آب دریا تقریباً در حدود ppm 35 (35000 میلی گرم در لیتر) ثابت است.

سنسور ازن

ازن نوعی آلوتروپ اکسیژن است، فرمول شیمیایی O3، فرمول 47.998، گاز آبی روشن با بوی ماهی است. ازن دارای اکسیداسیون قوی است، اکسید کننده قوی تر از اکسیژن است، واکنش اکسیداسیون می تواند در دماهای پایین تر رخ دهد، مانند اکسیداسیون نقره به پراکسید نقره، اکسیداسیون سولفید سرب به سولفات سرب، با واکنش ید پتاسیم برای تولید ید.

سنسور COD

بسیاری از مواد آلی محلول در آب نور UV را جذب می کنند. بنابراین با اندازه گیری درجه جذب نور UV در طول موج ۲۵۴ نانومتر توسط این مواد آلی می توان میزان آلاینده های آلی محلول در آب را به دقت اندازه گیری کرد.

سنسور COD اندرس هاوزر ازز دو منبع نور استفاده می‌کند، یک نور ماوراء بنفش برای اندازه‌گیری محتوای COD در آب و یک نور مرجع برای اندازه‌گیری کدورت بدنه آبی، که کاهش مسیر نور توسط یک الگوریتم خاص جبران شده و تا حدودی در دسترس است. تداخل ناخالصی های معلق ذرات را از بین ببرید، بنابراین به اندازه گیری پایدارتر و قابل اعتمادتری دست یابید.

سنسور یون نیتروژن آمونیاک (NH3-N)

درحوض چه های پروزش آبزیان مثال ماهی و میگو اگر سطح نیتروژن آمونیاکی در آب زیاد باشد باعث مسمومیت ماهی و میگو و مرگ آنها می شود. بنابراین، سنسورهای هیدروژن آمونیاک کیفیت آب به ویژه برای نظارت بر غلظت نیتروژن آمونیاک ضروری هستند. سنسورهای نیتروژن آمونیاکی برای اندازه‌گیری محتوای نیتروژن آمونیاکی کیفیت آب استفاده می‌شوند و معمولاً در زمینه‌های اینترنت اشیا، آبزی پروری و کشاورزی هوشمند استفاده می‌شوند.

سنسورهای نیتروژن آمونیاک خالص از الکترودهای انتخابی یون آمونیوم بر پایه غشاهای PVC ساخته شده اند. این برای تست محتوای یون آمونیوم در آب با جبران دما استفاده می شود و از تست سریع، آسان، دقیق و اقتصادی اطمینان می دهد.

نتیجه

نظارت بر کیفیت آب شامل طیف گسترده ای از زمینه ها است، سایت های کاربردی مختلف نیاز به نظارت بر پارامترهای مختلف دارند، و طرح طراحی نیز بسیار متفاوت است. لطفا برای انتخاب محصول خاص و عملیات فنی با ما تماس بگیرید. ما مهندسین فنی حرفه ای داریم تا بهترین طرح پشتیبانی را به شما ارائه دهند.