يُعد قياس الأكسجين المذاب (DO) أمرًا بالغ الأهمية في مختلف الصناعات، بما في ذلك الرصد البيئي، ومعالجة مياه الصرف الصحي، وتربية الأحياء المائية. يُستخدم لهذا الغرض نوعان شائعان من أجهزة الاستشعار: أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الجلفانية والبصرية. لكلٍّ منهما مزاياه وعيوبه، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات مختلفة. في هذه المقالة، سنستكشف...أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الجلفانية مقابل البصريةمع التركيز على ميزاتها وفوائدها وعيوبها.
مستشعرات الأكسجين المذاب الجلفانية: مستشعرات الأكسجين المذاب الجلفانية مقابل مستشعرات الأكسجين المذاب البصرية
أ. أساسيات أجهزة الاستشعار الجلفانية:
مستشعر الأكسجين المذاب الجلفاني هو تقنية تقليدية تُستخدم لقياس تركيز الأكسجين المذاب في السوائل. يعمل المستشعر على مبدأ التفاعلات الكهروكيميائية. يتكون المستشعر من قطبين كهربائيين - قطب عامل وقطب مرجعي - مغمورين في الماء. يفصل بين القطبين غشاء نفاذ للغاز، مصنوع عادةً من التفلون، يسمح بمرور الأكسجين والوصول إلى القطب العامل.
ب. كيف يعمل:
يبدأ القطب العامل تفاعلًا كهروكيميائيًا مع الأكسجين، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي صغير. تتناسب شدة هذا التيار طرديًا مع تركيز الأكسجين المذاب. تقيس الدائرة الداخلية للمستشعر هذا التيار، وتقدم قراءة مقابلة لتركيز الأكسجين المذاب.
ج. مزايا أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الجلفانية:
1. وقت الاستجابة السريع:تتميز المستشعرات الجلفانية بسرعة استجابتها، حيث توفر بيانات آنية، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب قياسات سريعة، مثل تربية الأحياء المائية.
2. صيانة منخفضة:تتطلب هذه المستشعرات صيانة بسيطة، كما أنها لا تحتاج إلى معايرة، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة وسهلة الاستخدام للمراقبة طويلة الأمد.
3. مجموعة واسعة من التطبيقات:يمكن استخدام أجهزة الاستشعار الجلفانية في كل من البيئات العذبة والمالحة، مما يجعلها متعددة الاستخدامات وقابلة للتكيف مع مختلف البيئات.
د. عيوب أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الجلفانية:
1. عمر محدود:للمستشعرات الجلفانية عمر افتراضي محدود، يتراوح عادةً بين عدة أشهر وبضع سنوات، حسب الاستخدام. ويجب استبدالها عند انتهاء عمرها الافتراضي.
2. استهلاك الأكسجين:تستهلك هذه المستشعرات الأكسجين أثناء عملية القياس، مما قد يؤثر على بيئة العينة وقد لا تكون مناسبة للتطبيقات التي تتطلب الحد الأدنى من الاضطراب.
3. التداخل من الأيونات الأخرى:تعتبر أجهزة الاستشعار الجلفانية حساسة للتداخل من الأيونات الأخرى الموجودة في الماء، مما قد يؤدي إلى قراءات غير دقيقة.
مستشعرات الأكسجين الذائبة البصرية: المستشعرات الجلفانية مقابل المستشعرات البصرية للأكسجين الذائب
أ. أساسيات المستشعرات البصرية:
من ناحية أخرى، تتبع مستشعرات الأكسجين الذائبة البصرية نهجًا مختلفًا تمامًا لقياس تركيز الأكسجين. تستخدم هذه المستشعرات أصباغًا مضيئة مدمجة في عنصر استشعار. عند ملامسة هذا العنصر للأكسجين، يُحدث تفاعلًا ضوئيًا.
ب. كيف يعمل:
تُصدر الصبغة المضيئة ضوءًا عند إثارتها بمصدر ضوء خارجي. يُخمد الأكسجين هذا التوهج، وترتبط درجة التوهج ارتباطًا مباشرًا بتركيز الأكسجين المذاب. يرصد المستشعر تغيرات التوهج ويحسب مستويات الأكسجين المذاب بناءً عليها.
ج. مزايا أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الضوئية:
1. عمر طويل:تتمتع المستشعرات البصرية بعمر افتراضي أطول مقارنةً بالمستشعرات الجلفانية، إذ يمكنها أن تدوم لسنوات عديدة دون الحاجة إلى استبدالها بشكل متكرر.
2. عدم استهلاك الأكسجين:لا تستهلك المستشعرات البصرية الأكسجين أثناء القياس، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات حيث يكون الحد الأدنى من اضطراب بيئة العينة أمرًا بالغ الأهمية.
3. الحد الأدنى من التداخل:تعتبر المستشعرات البصرية أقل عرضة للتداخل من الأيونات الأخرى الموجودة في الماء، مما يؤدي إلى قراءات أكثر دقة واستقرارًا.
د. عيوب أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الضوئية:
1. وقت استجابة أبطأ:تتميز المستشعرات الضوئية عمومًا بزمن استجابة أبطأ مقارنةً بالمستشعرات الجلفانية. وقد لا تكون مناسبة للتطبيقات التي تتطلب بيانات آنية.
2. التكلفة الأولية الأعلى:عادةً ما يكون الاستثمار الأولي للمستشعرات البصرية أعلى من الاستثمار الأولي للمستشعرات الجلفانية. ومع ذلك، فإن العمر الافتراضي الأطول قد يُعوّض هذه التكلفة على المدى الطويل.
3. حساسة للاتساخ:يمكن أن تكون المستشعرات البصرية عرضة للتلوث، الأمر الذي قد يتطلب التنظيف والصيانة الدورية، خاصة في التطبيقات ذات المستويات العالية من المواد العضوية أو التلوث الحيوي.
تطبيقات أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الجلفانية والبصرية
أ. مستشعرات الأكسجين المذاب الجلفانية: مستشعرات الأكسجين المذاب الجلفانية مقابل مستشعرات الأكسجين المذاب البصرية
أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الجلفانية مقابل البصريةتُستخدم المستشعرات الجلفانية على نطاق واسع في تطبيقات متنوعة، بما في ذلك تربية الأحياء المائية، ومعالجة مياه الصرف الصحي، والرصد البيئي، ومختبرات الأبحاث. بفضل متانتها وسهولة تشغيلها، تُعدّ هذه المستشعرات مناسبة للرصد المستمر في الظروف القاسية.
تُعدّ المستشعرات الجلفانية مناسبةً للتطبيقات التي تتطلب قياسات سريعة ولا تتطلب استقرارًا طويل الأمد. من بين التطبيقات الشائعة:
1. تربية الأحياء المائية:مراقبة مستويات الأكسجين المذاب في أحواض الأسماك والبرك.
2. الرصد البيئي:تقييمات سريعة للتركيز المذاب في المسطحات المائية الطبيعية.
3. الأدوات المحمولة:أجهزة محمولة لإجراء فحوصات ميدانية عشوائية.
ب. مستشعرات الأكسجين الذائبة البصرية: المستشعرات الجلفانية مقابل المستشعرات البصرية للأكسجين الذائب
تتميز المستشعرات الضوئية بدقتها وسهولة صيانتها. وهي مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب دقة عالية، مثل صناعات الأدوية والأغذية والمشروبات. كما أنها مفضلة للتطبيقات التي تتطلب مراقبة التغيرات السريعة في مستويات الأكسجين المذاب.
تُستخدم المستشعرات البصرية في التطبيقات التي تتطلب استقرارًا طويل الأمد ودقةً وتداخلًا ضئيلًا في العينات. من أهم تطبيقاتها:
1. معالجة مياه الصرف الصحي:المراقبة المستمرة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي.
2. العمليات الصناعية:السيطرة ومراقبة العمليات الصناعية المختلفة.
3. الأبحاث والمختبرات:قياسات دقيقة للأبحاث والتجارب العلمية.
يعتمد الاختيار على التطبيق: أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الجلفانية مقابل البصرية
يعتمد الاختيار بين مستشعرات الأكسجين المذاب الجلفانية والبصرية على احتياجات التطبيق المحددة. للمراقبة المستمرة في بيئات مستقرة نسبيًا، تُقدم المستشعرات الجلفانية حلولاً فعالة من حيث التكلفة وموثوقة. من ناحية أخرى، عندما تكون الدقة والاستجابة السريعة أمرًا بالغ الأهمية، تُعتبر المستشعرات البصرية الخيار الأمثل.
شركة شنغهاي بوكو للأجهزة المحدودة: أجهزة استشعار الأكسجين المذاب الجلفانية مقابل البصرية
تلعب شركات تصنيع، مثل شركة شنغهاي بوكو للأجهزة المحدودة، دورًا محوريًا في تطوير تكنولوجيا الاستشعار. فهي توفر مجموعة واسعة من مستشعرات الأكسجين المذاب الجلفانية والبصرية لتلبية متطلبات المراقبة المتنوعة. تخضع منتجاتها لاختبارات دقيقة وتلتزم بمعايير الجودة الدولية، مما يضمن دقة وموثوقية البيانات التي تقدمها.
خاتمة
وفي الختام، فإن اختيارأجهزة استشعار الأكسجين المذاب الجلفانية مقابل البصريةيعتمد ذلك على المتطلبات الخاصة بكل تطبيق. تتميز المستشعرات الجلفانية بأوقات استجابة سريعة وصيانة منخفضة، إلا أنها محدودة من حيث عمرها الافتراضي وقابليتها للتداخل. من ناحية أخرى، توفر المستشعرات الضوئية ثباتًا ودقةً طويلي الأمد، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب هذه الخصائص، ولكن قد يكون زمن استجابتها أبطأ.
شركة شنغهاي بوكو للأجهزة المحدودة هي شركة رائدة في تصنيع مستشعرات الأكسجين المذاب الجلفانية والبصرية. تقدم الشركة مجموعة واسعة من الخيارات التي تناسب مختلف الصناعات والتطبيقات، مما يضمن للعملاء إيجاد المستشعر المناسب لاحتياجاتهم. عند اختيار مستشعر الأكسجين المذاب، من المهم مراعاة المتطلبات الخاصة بكل تطبيق لاتخاذ قرار مدروس يوفر قياسات دقيقة وموثوقة على المدى الطويل.
وقت النشر: ٢٠ أكتوبر ٢٠٢٣
