Optische sensoren voor opgeloste zuurstof (ODO), ook wel bekend als fluorescentiesensoren, zijn een moderne technologie die contrasteert met traditionele membraanelektrodemethoden (Clark-cellen). Hun belangrijkste kenmerk is het gebruik van fluorescentie-quenching om de concentratie opgeloste zuurstof in water te meten.
Werkingsprincipe:
De punt van de sensor is bedekt met een membraan geïmpregneerd met een fluorescerende kleurstof. Wanneer deze kleurstof wordt geactiveerd door een specifieke golflengte van blauw licht, zendt deze rood licht uit. Als er zuurstofmoleculen in het water aanwezig zijn, botsen deze met de geactiveerde kleurstofmoleculen, waardoor de fluorescentie-intensiteit afneemt en de fluorescentielevensduur wordt verkort. Door deze verandering in fluorescentielevensduur of -intensiteit te meten, kan de opgeloste zuurstofconcentratie nauwkeurig worden berekend.
Belangrijkste kenmerken:
- Geen zuurstofverbruik, geen elektrolyt:
- Dit is het meest fundamentele verschil met de membraanelektrodemethode. Optische sensoren verbruiken geen zuurstof uit het monster, wat zorgt voor nauwkeurigere resultaten, vooral in wateren met een lage stroming of stilstaand water.
- Er hoeven geen elektrolyten of membranen vervangen te worden, waardoor het onderhoud aanzienlijk wordt verminderd.
- Weinig onderhoud, hoge stabiliteit:
- Geen problemen met verstopping van het membraan, vergiftiging van de elektrode of verontreiniging van de elektrolyt.
- Lange kalibratie-intervallen, waarbij vaak slechts eens in de paar maanden of zelfs langer een kalibratie nodig is.
- Snelle respons en hoge nauwkeurigheid:
- Zeer snelle reactie op veranderingen in opgeloste zuurstof, waardoor dynamische veranderingen in de waterkwaliteit in real-time kunnen worden vastgelegd.
- Metingen worden niet beïnvloed door stroomsnelheid of storende stoffen zoals sulfiden. Hierdoor zijn ze nauwkeuriger en stabieler dan bij traditionele methoden.
- Minimale lange termijn drift:
- De eigenschappen van de fluorescerende kleurstof zijn zeer stabiel, wat resulteert in minimale signaaldrift en een langdurige meetbetrouwbaarheid garandeert.
- Gebruiksgemak:
- Meestal plug-and-play, zonder lange polarisatietijd na het opstarten; direct klaar voor meting.
Nadelen:
- Hogere initiële kosten: meestal duurder dan traditionele membraanelektrodesensoren.
- Fluorescerend membraan heeft een beperkte levensduur: Hoewel het lang meegaat (meestal 1-3 jaar), zal het membraan uiteindelijk door licht afbreken of vervuild raken en vervangen moeten worden.
- Mogelijke vervuiling door olie en algen: een dikke laag olie of biofouling op het sensoroppervlak kan de lichtopbrengst en -ontvangst verstoren, waardoor reiniging noodzakelijk is.
2. Toepassingsscenario's
Vanwege hun uitstekende eigenschappen worden optische sensoren voor opgeloste zuurstof op grote schaal gebruikt in verschillende sectoren waar continue en nauwkeurige DO-bewaking vereist is:
- Afvalwaterzuiveringsinstallaties:
- Een cruciale toepassing. Wordt gebruikt voor het monitoren van zuurstof in beluchtingstanks en aerobe/anaerobe zones om de beluchting te optimaliseren, wat nauwkeurige controle mogelijk maakt voor energiebesparing en een verbeterde behandelingsefficiëntie.
- Monitoring van natuurlijke waterlichamen (rivieren, meren, reservoirs):
- Wordt gebruikt in milieumeetstations om het zelfreinigend vermogen, de eutrofiëringsstatus en mogelijke hypoxie van een waterlichaam te beoordelen, en zo gegevens te verstrekken voor ecologische bescherming.
- Aquacultuur:
- DO is de levensader van de aquacultuur. Optische sensoren maken 24/7 monitoring in vijvers en tanks mogelijk. Ze kunnen alarmen activeren en automatisch beluchters activeren wanneer de waterstand te laag wordt, waardoor vissterfte wordt voorkomen en de productie wordt gewaarborgd.
- Wetenschappelijk onderzoek:
- Wordt gebruikt bij oceanografische onderzoeken, limnologische studies en ecotoxicologische experimenten waarbij DO-gegevens met hoge precisie en lage interferentie essentieel zijn.
- Industrieel proceswater:
- In systemen zoals koelwater van elektriciteitscentrales en chemische fabrieken moet zuurstof worden bewaakt om corrosie en biofouling te beheersen.
3. Toepassingscasestudy in de Filipijnen
Als archipelnatie is de Filipijnen economisch sterk afhankelijk van aquacultuur en toerisme, terwijl ze ook te maken hebben met watervervuiling door verstedelijking. Daarom is monitoring van de waterkwaliteit, met name van opgeloste zuurstof, van cruciaal belang.
Casestudy: Slim DO-monitoring- en beluchtingssysteem in aquacultuurgebieden van Laguna de Bay
Achtergrond:
Laguna de Bay is het grootste meer van de Filipijnen. De omliggende gebieden zijn cruciaal voor de aquacultuur, met name voor tilapia en melkvis (bangus). Het meer wordt echter bedreigd door eutrofiëring. Tijdens de warme zomermaanden kan waterstratificatie leiden tot hypoxie in diepere lagen, wat vaak leidt tot massale vissterfte ("vissterfte") en aanzienlijke economische verliezen voor boeren.
Toepassingsoplossing:
Het Bureau of Fisheries and Aquatic Resources (BFAR) heeft, in samenwerking met lokale overheden, het gebruik van een intelligent systeem voor het bewaken en controleren van de waterkwaliteit bevorderd. Dit systeem is gebaseerd op optische sensoren voor opgeloste zuurstof in grootschalige commerciële kwekerijen en belangrijke delen van het meer.
Systeemcomponenten en workflow:
- Monitoringknooppunten: Multiparameter waterkwaliteitsboeien, uitgerust met optische zuurstofsensoren, werden op verschillende punten in visvijvers (vooral in diepere gebieden) en op belangrijke locaties in het meer geplaatst. Deze sensoren werden gekozen omdat:
- Weinig onderhoud: Doordat ze lang onderhoudsvrij zijn, zijn ze ideaal voor ruimtes met weinig technisch personeel.
- Weerstand tegen interferentie: Minder vatbaar voor storingen door vervuiling in organisch rijke en troebele aquacultuurwateren.
- Realtime gegevens: Kan iedere minuut gegevens leveren, waardoor plotselinge DO-dalingen snel kunnen worden gedetecteerd.
- Gegevensoverdracht: Sensorgegevens worden in realtime via draadloze netwerken (bijvoorbeeld GPRS/4G of LoRa) verzonden naar een cloudplatform en mobiele apps van boeren.
- Slimme controle en vroege waarschuwing:
- Platformzijde: Het cloudplatform is ingesteld met DO-alarmdrempels (bijv. onder 3 mg/L).
- Gebruikerskant: Boeren ontvangen hoorbare/visuele waarschuwingen, sms-berichten of app-meldingen.
- Automatische regeling: Het systeem kan automatisch beluchters activeren totdat de DO-niveaus weer binnen een veilig bereik liggen.
Resultaten:
- Minder vissterfte: dankzij vroege waarschuwingen en automatische beluchting konden meerdere vissterftes worden voorkomen die werden veroorzaakt door kritisch lage zuurstofgehaltes in de nacht of vroege ochtend.
- Verbeterde landbouwefficiëntie: boeren kunnen de voeding en beluchting op een meer wetenschappelijke manier beheren, waardoor de elektriciteitskosten dalen (doordat er geen beluchters meer 24/7 hoeven te worden gebruikt) en de voederconversie en de groeisnelheid van de vissen worden verbeterd.
- Gegevens voor milieubeheer: Meetstations in het meer voorzien BFAR van spatiotemporele DO-gegevens op lange termijn, die helpen bij het analyseren van eutrofiëringstrends en het formuleren van wetenschappelijker beleid voor het beheer van het meer.
Samenvatting:
In ontwikkelingslanden zoals de Filipijnen, waar aquacultuur met hoge risico's en een gebrek aan infrastructuur te maken heeft, hebben optische zuurstofsensoren zich bewezen als een ideaal technologisch hulpmiddel voor precisie-aquacultuur en slim milieubeheer dankzij hun duurzaamheid, lage onderhoudskosten en hoge betrouwbaarheid. Ze helpen boeren niet alleen risico's te beperken en hun inkomsten te verhogen, maar bieden ook krachtige dataondersteuning voor de bescherming van de waardevolle aquatische ecosystemen van de Filipijnen.
Wij kunnen ook een verscheidenheid aan oplossingen bieden voor
1. Handmeter voor multiparameter waterkwaliteit
2. Drijvend boeisysteem voor multiparameter waterkwaliteit
3. Automatische reinigingsborstel voor multi-parameter watersensor
4. Complete set servers en software draadloze module, ondersteunt RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Voor meer SENSOR informatie,
neem contact op met Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Bedrijfswebsite:www.hondetechco.com
Telefoon: +86-15210548582
Plaatsingstijd: 30-10-2025