El sensor de oxígeno disuelto digital se utiliza ampliamente en escenarios que requieren monitoreo en tiempo real de la concentración de oxígeno disuelto en el agua debido a su alta precisión, respuesta rápida, fuerte capacidad anti-interferencia y ventajas de integración digital. Los siguientes son escenarios de aplicación típicos y análisis de casos específicos:
1 La acuicultura
Requisitos básicos
El oxígeno disuelto es un parámetro clave para la respiración en organismos acuáticos como peces, camarones y cangrejos. La hipoxia puede provocar asfixia, muerte o retraso del crecimiento.
Se requiere el monitoreo en tiempo real del oxígeno disuelto en diferentes capas de agua (como los fondos de estanques y jaulas de red) para evitar la hipoxia local.
Casos de aplicación
Acuicultura circular basada en fábrica: se despliegan múltiples sensores en la piscina de acuicultura, combinados con un sistema de control PLC para ajustar automáticamente el aerador y el caudal de agua, manteniendo el oxígeno disuelto a 5-8 mg / L (rango adecuado para los peces).
Acuicultura en estanques: Los datos en tiempo real se cargan a una aplicación móvil a través de sensores de boya, lo que permite a los agricultores monitorear remotamente los cambios en los niveles de oxígeno disuelto y activar el equipo de oxigenación de manera oportuna durante la noche o los días lluviosos.
Acuicultura de alta densidad: Por ejemplo, en la cría de camarones, los niveles de oxígeno disuelto por debajo de 3 mg / L pueden desencadenar reacciones de estrés, los sensores desencadenan alarmas y el sistema de oxigenación está vinculado para prevenir la mortalidad a gran escala.
ventaja
Los sensores ópticos no requieren mantenimiento de membranas para reducir los errores de medición causados por la adhesión de algas o el bloqueo de impurezas.
La salida digital soporta la integración con plataformas IoT para lograr una gestión centralizada de múltiples estanques.
2 Tratamiento de aguas residuales
Requisitos básicos
La etapa de tratamiento bioquímico (tal como el proceso de lodo activado, proceso MBR) requiere un estricto control de la concentración de oxígeno disuelto para garantizar la eficiencia de la degradación microbiana de la materia orgánica.
La hipoxia o el peróxido pueden conducir a una disminución en la eficiencia del tratamiento y un aumento en el consumo de energía.
Casos de aplicación
Proceso A²O (anaeróbico anóxico aeróbico): Instalar sensores en el tanque aeróbico para monitorear el oxígeno disuelto en tiempo real (generalmente 2-4mg/L), y ajustar el suministro de aire a través de una conexión de frecuencia variable con el soplador para optimizar el consumo de energía.
Bioreactor de membrana MBR: Monitorear el oxígeno disuelto en el tanque de membrana para prevenir la deposición de lodo en la superficie de la membrana debido a la hipoxia y prolongar la vida útil de la membrana.
Tratamiento de aguas residuales industriales: Si las aguas residuales farmacéuticas contienen altas concentraciones de materia orgánica, es necesario controlar la actividad microbiana a través del oxígeno disuelto para evitar la acumulación de sustancias tóxicas.
ventaja
Los sensores fluorescentes tienen una fuerte resistencia a las interferencias químicas y son adecuados para aguas residuales industriales que contienen sulfuros e iones de metales pesados.
La transmisión de señales digitales reduce la interferencia de señales analógicas y mejora la fiabilidad de los datos.
3、Monitoreo ambiental e investigación ecológica
Requisitos básicos
Evaluar la capacidad de autopurificación de los cuerpos de agua, monitorear cuestiones ambientales como la eutrofización y los cuerpos de agua negros y olorosos.
Seguimiento a largo plazo de los cambios en el oxígeno disuelto y estudio del impacto del cambio climático en los ecosistemas acuáticos.
Casos de aplicación
Monitoreo de ríos y lagos: Implementar una red de sensores basada en boyas, subir datos en tiempo real a la plataforma del departamento de protección ambiental e identificar fuentes de contaminación (como la descarga directa de aguas residuales que causan una caída repentina en el oxígeno disuelto).
Protección de humedales: Monitorear el oxígeno disuelto en los cuerpos de agua de humedales y evaluar el efecto de mejora de la restauración de la vegetación en la calidad del agua.
Observación del océano: Instalar sensores en áreas de acuicultura cercanas a la costa o áreas de conservación de arrecifes de coral para estudiar la correlación entre el oxígeno disuelto y la acidificación del océano y el aumento de la temperatura.
ventaja
Los sensores ópticos tienen una velocidad de respuesta rápida (en segundos) y son adecuados para monitorear dinámicamente los cambios en las mareas, el flujo de agua y otros factores.
El diseño de baja potencia soporta el suministro de energía solar y es adecuado para el despliegue a largo plazo en áreas remotas.
Control de procesos industriales
Industria de Alimentos y Bebidas
Cervecería: el oxígeno disuelto afecta el sabor y la vida útil de la cerveza. El oxígeno disuelto en el tanque de fermentación debe controlarse por debajo de 0,1 mg/L, y el sistema de llenado de nitrógeno conectado al sensor debe eliminar el oxígeno.
Producción de agua potable: Monitorear el oxígeno disuelto en la filtración, desinfección y otros procesos para garantizar que la calidad del agua cumpla con los estándares.
producción química
Proceso de fermentación: En la producción de antibióticos, la concentración de oxígeno disuelto afecta directamente al metabolismo bacteriano y al rendimiento del producto, y los sensores proporcionan datos de retroalimentación en tiempo real para optimizar las estrategias de suministro de oxígeno.
Tratamiento de aguas residuales: Monitorear el oxígeno disuelto en el tratamiento químico de aguas residuales para prevenir la generación de sustancias tóxicas (como sulfuro de hidrógeno) debido a la deficiencia de oxígeno.
ventaja
Los sensores a prueba de explosión (como la certificación Ex ia IIC T6 Ga) son adecuados para su uso en entornos inflamables y explosivos.
La medición de alta precisión soporta el control en bucle cerrado de los parámetros del proceso, mejorando la estabilidad de la calidad del producto.
5 Investigación y educación
estudio de laboratorio
Ecotoxicología: Estudiar los efectos de los metales pesados, pesticidas y otros contaminantes sobre la demanda de oxígeno disuelto de los organismos acuáticos.
Metabolismo microbiano: Monitorear la eficiencia de la degradación microbiana de la materia orgánica en diferentes condiciones de oxígeno disuelto y optimizar los procesos de tratamiento biológico.
demostración de enseñanza
Las especialidades de ciencias ambientales y acuicultura en las universidades usan sensores para llevar a cabo experimentos, demostrando visualmente la correlación entre el oxígeno disuelto y la temperatura del agua, la salinidad y el caudal.
Mediante la instalación de membranas enzimáticas inmovilizadas, el sensor se transformó en un analizador de contenido de glucosa para su uso en la enseñanza de bioquímica.
ventaja
El software de soporte soporta la exportación de datos y el análisis de curvas, lo que facilita la escritura de artículos de investigación científica.
El diseño modular facilita el desmontaje de los estudiantes y el aprendizaje de los principios de los sensores.
Otras aplicaciones emergentes
Gestión del agua de la ciudad inteligente
Combinando mapas GIS y análisis de big data, construya un mapa térmico de la distribución de oxígeno disuelto en cuerpos de agua urbanos para ayudar en la toma de decisiones para la renovación de redes de drenaje o proyectos de restauración ecológica.
Monitoreo ambiental extremo
Implementar sensores resistentes a la presión y de baja temperatura en las profundidades del mar, las zonas polares y otras áreas para estudiar la relación entre el oxígeno disuelto y el cambio climático global.
Irrigación agrícola
Monitorear el oxígeno disuelto en el agua de riego para evitar la compactación del suelo o la pudrición de las raíces causadas por la hipoxia (como mantener un cierto nivel de oxígeno disuelto en los arrozos).