Sensor optischer gelöster sauerstoff

Arten von optischen Sensoren für gelösten Sauerstoff

Der optische DO-Sensor arbeitet nach dem Prinzip der Lumineszenz. Er wurde in den 1990er Jahren entwickelt und wird seitdem zunehmend angewendet. Der optische Sensor für gelösten Sauerstoff umfasst verschiedene Typen, darunter die folgenden.

• Basierend auf der Konstruktion

  Tragbare optische Sensoren für gelösten Sauerstoff sind Handgeräte, die für Einzelmessungen oder zur Überwachung in verschiedenen Anwendungen, wie der Bewertung der Umweltwasserqualität, verwendet werden. Sie sind hochpräzise und können Echtzeitdaten über die gelösten Sauerstoffwerte in den getesteten Wasserproben liefern.

  Laboroptische Sensoren für gelösten Sauerstoff werden für präzise Messungen und kontrollierte Bedingungen in Forschungs- und akademischen Umgebungen eingesetzt. Diese Sensoren weisen eine Kalibrierung, Stabilität und Genauigkeit auf, die auf spezifische experimentelle Bedürfnisse abgestimmt sind. Sie sorgen dafür, dass die gelösten Sauerstoffwerte bekannt und aufrechterhalten werden, was für viele biologische und chemische Prozesse von wesentlicher Bedeutung ist.

  Online-optische Sensoren für gelösten Sauerstoff sind in Wasseraufbereitungsprozesse, Aquakultursysteme und industrielle Prozesse integriert, um eine kontinuierliche Überwachung zu gewährleisten. Sie sind entscheidend für die Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen und Prozesskontrolle und stellen sicher, dass die Betreiber die Prozesse in Echtzeit basierend auf den im System vorhandenen gelösten Sauerstoffwerten überwachen und anpassen können.

  Handheld-optische Sensoren für gelösten Sauerstoff sind tragbar und eignen sich daher für Feldmessungen. Sie sind entscheidend für die Umweltüberwachung, da sie Forschern und Technikern ermöglichen, die Wasserqualität in verschiedenen Ökosystemen und Standorten zu bewerten. Optische Sensoren für gelösten Sauerstoff in der Aquakultur sind darauf ausgelegt, optimale Bedingungen für Fische und andere aquatische Organismen zu schaffen, sodass Landwirte und Aquakultur-Systemmanager die gelösten Sauerstoffwerte im Wasser überwachen und aufrechterhalten können, was für die Gesundheit und das Wachstum der kultivierten Organismen entscheidend ist.

• Basierend auf dem Messprinzip

  Der optische Fibersensor verwendet ein lumineszierendes Material, das auf der Spitze der optischen Faser beschichtet ist. Dieses Material ist häufig ein Komplex aus Ruthenium oder Osmium mit verschiedenen Liganden. Die Beschichtung wird der Umgebung ausgesetzt, in der die gelösten Sauerstoffwerte gemessen werden sollen.

  Wenn der Sensor mit einer bestimmten Wellenlänge Licht (normalerweise von einem Laser) beleuchtet wird, emittiert das lumineszierende Material Licht (Lumineszenz). Wenn gelöster Sauerstoff vorhanden ist, kann er mit dem lumineszierenden Material interagieren und das ausgestrahlte Licht dämpfen (reduzieren). Diese Interaktion verändert die Intensität oder Lebensdauer des lumineszierenden Signals, was auf die Anwesenheit und Konzentration von gelöstem Sauerstoff hinweist.

  Farbbasierte Sensoren verwenden eine kleine Menge lumineszierender Farbe, die in einem dünnen Polymerfilm auf einer Messoberfläche immobilisiert ist. Diese Farbstoffe können ebenfalls durch gelösten Sauerstoff gedämpft werden, ähnlich wie beim optischen Fibersensor. Wenn die Messoberfläche Licht einer geeigneten Wellenlänge ausgesetzt ist, werden Änderungen in den Lumineszenseigenschaften des Farbstoffs (Intensität oder Lebensdauer) gemessen. Diese Änderungen zeigen den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in der Umgebung an.

Technische Daten & Wartung des optischen Sensors für gelösten Sauerstoff

Der optische DO-Sensor ist das am häufigsten verwendete Gerät zur Messung der Menge an gelöstem Sauerstoff in Wasser. Vor dem Kauf eines DO-Sensors ist es wichtig, die technischen Daten zu kennen, die Folgendes umfassen:

• Messbereich

  Der Messbereich eines optischen Sensors für gelösten Sauerstoff gibt die niedrigsten und höchsten Mengen an gelöstem Sauerstoff an, die der Sensor messen kann. Er wird in mg/L oder %Sat ausgedrückt. %Sat bezieht sich auf den Prozentsatz der Sättigung, also den Prozentsatz des gelösten Sauerstoffs im Wasser im Vergleich zur maximalen Menge, die Wasser halten kann. Der Messbereich variiert je nach spezifischer Anwendung und Umweltbedingungen.

• Genauigkeit

  Die Genauigkeit eines optischen Sensors für gelösten Sauerstoff bezeichnet, wie nah der gemessene Wert am tatsächlichen Wert des gelösten Sauerstoffs im Wasser ist. Sie ist wichtig für präzise und zuverlässige Messungen. Die Genauigkeit wird als ±Wert oder als Prozentsatz des Messbereichs ausgedrückt.

• Reaktionszeit

  Die Reaktionszeit eines optischen Sensors für gelösten Sauerstoff bezieht sich darauf, wie schnell der Sensor Änderungen im gelösten Sauerstoff messen kann. Sie ist wichtig für Anwendungen, die eine Überwachung in Echtzeit erfordern. Die Reaktionszeit wird in Sekunden oder Minuten ausgedrückt.

• Temperaturbereich

  Der Temperaturbereich eines optischen Sensors für gelösten Sauerstoff ist der Betriebstemperaturbereich, der erforderlich ist, damit der Sensor ordnungsgemäß funktioniert. Er wird in °C gemessen. Der Temperaturbereich hängt von der spezifischen Anwendung und den Umweltbedingungen ab.

• Druckbereich

  Der Druckbereich eines optischen Sensors für gelösten Sauerstoff ist der Betriebsdruckbereich, der erforderlich ist, damit der Sensor ordnungsgemäß funktioniert. Er wird in bar oder psi angegeben. Der Druckbereich hängt von der spezifischen Anwendung und den Umweltbedingungen ab, insbesondere bei Tiefenwasseranwendungen.

• Kalibrieranforderungen

  Optische Sensoren für gelösten Sauerstoff müssen regelmäßig kalibriert werden, um Genauigkeit und Präzision zu erhalten. Die Kalibrieranforderungen umfassen die Häufigkeit der Kalibrierung, die Kalibrierungsstandards und das Kalibrierungsverfahren. Die Kalibrierungsstandards sind Standards für gelösten Sauerstoff, die zur Kalibrierung des Sensors verwendet werden.

• Wartungsanforderungen

  Regelmäßige Wartung ist erforderlich, um den optischen Sensor für gelösten Sauerstoff in gutem Zustand zu halten und zuverlässige Messungen zu gewährleisten. Die Wartungsanforderungen umfassen die Reinigung des Sensors, den Austausch der Membran und die Überprüfung der Elektronik.

Wie man einen optischen Sensor für gelösten Sauerstoff auswählt

Optische Sensoren, auch als Lumineszenzsensoren bekannt, nutzen eine lichtemittierende Diode (LED), um ein lumineszierendes Material, typischerweise einen Metallkomplex, im Messelement anzuregen. Dieser angeregte Zustand emittiert Licht, aber die Anwesenheit von Sauerstoff kann das emittierte Licht dämpfen oder reduzieren, was auf eine Änderung der Sauerstoffkonzentration hinweist.

Bei der Auswahl eines Sensors für gelösten Sauerstoff sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:

• Überwachung der Wasserqualität

  Für diese Anwendung wählen Sie einen Sensor mit hoher Genauigkeit und einer niedrigen Nachweisgrenze, der DO-Werte ab 1µg/L messen kann. Der Sensor sollte auch eine schnelle Reaktionszeit haben, um schnelle Änderungen der DO-Werte zu erkennen.

• Aquakultur

  Ein DO-Sensor mit einem breiten Messbereich ist für Anwendungen wie Aquakultur geeignet, bei denen die Sauerstoffwerte erheblich variieren können. Der Sensor sollte robust und widerstandsfähig gegen Verunreinigungen und Biofilmbildung sein, die in aquatischen Umgebungen häufig vorkommen.

• Abwasserbehandlung

  Ein DO-Sensor mit einem hohen Messbereich ist ideal für Anwendungen in der Abwasserbehandlung, in denen die Sauerstoffwerte typischerweise höher sind. Der Sensor sollte einen geringen Wartungsaufwand haben, da er in Umgebungen mit hoher Turbulenz und chemischen Schwankungen verwendet wird.

• Umweltforschung

  Für die Umweltforschung ist ein DO-Sensor mit hoher Präzision und Stabilität erforderlich, um eine konsistente und zuverlässige Datensammlung sicherzustellen. Der Sensor sollte in der Lage sein, rauen Umweltbedingungen wie extremen Temperaturen und Salinitätsvariationen standzuhalten.

• Marine und Küstenüberwachung

  Für marine und küstennahe Überwachungen ist ein DO-Sensor mit einem kompakten und korrosionsbeständigen Design notwendig, um Langlebigkeit und Haltbarkeit in salzhaltigen Umgebungen zu gewährleisten. Der Sensor sollte Datenprotokollierungs- und Telemetrie-Funktionen für die Fernüberwachung und Datenübertragung bieten.

Wie man selbst einen optischen Sensor für gelösten Sauerstoff austauscht

Optische DO-Sensoren sind im Allgemeinen wartungsfrei, jedoch kann es Zeiten geben, in denen sie ersetzt oder gewartet werden müssen. Im Folgenden sind einige allgemeine Schritte zum Austausch eines optischen Sensors für gelösten Sauerstoff aufgeführt, die Sie den Anweisungen des Herstellers folgend durchführen sollten:

• Notwendige Werkzeuge und Materialien sammeln: Neuer optischer DO-Sensor, Schraubendreher (falls zutreffend), Schlüssel (falls zutreffend), Kalibrierlösungen (falls zutreffend) und Kalibriergeräte (falls zutreffend).
• Das System ausschalten und den alten Sensor entfernen: Den optischen Sauerstoffsensor aus dem System lösen und das System ausschalten. Je nach Installation des Sensors kann es notwendig sein, einen Schlüssel oder Schraubendreher zu verwenden, um ihn zu lösen und zu entfernen.
• Den neuen Sensor vorbereiten: Die Anweisungen des Herstellers zur Vorbereitung des neuen Sensors befolgen. Dies kann das Befüllen des Sensors mit Elektrolytlösung, das Anbringen einer neuen Membran sowie das Akklimatisieren des Sensors an das zu messende Wasser umfassen.
• Den neuen Sensor installieren: Den neuen Sensor am selben Ort wie den alten Sensor installieren. Sicherstellen, dass er korrekt und sicher installiert ist, entsprechend den Anweisungen des Herstellers.
• Den neuen Sensor kalibrieren: Je nach System und dem verwendeten optischen DO-Sensor kann es notwendig sein, den neuen Sensor vor der Benutzung zu kalibrieren. Die Kalibrierungsanweisungen des Herstellers befolgen.

Sobald der neue Sensor installiert und kalibriert ist, das System einschalten und die Messwerte überprüfen, um sicherzustellen, dass der Sensor ordnungsgemäß funktioniert.

Fragen und Antworten

Q1: Wo sollte ein Sensor für gelösten Sauerstoff platziert werden?

A1: Die Platzierung eines Sensors für gelösten Sauerstoff hängt von dem Bereich ab, der untersucht wird. Er sollte dort positioniert werden, wo die Messung erforderlich ist, wobei ein repräsentatives Wasserbeispiel zu berücksichtigen ist.

Q2: Wie oft sollte der Sensor für gelösten Sauerstoff kalibriert werden?

A2: Die Häufigkeit der Kalibrierung eines Sensors für gelösten Sauerstoff kann je nach den Anweisungen des Herstellers, den Nutzungsbedingungen und dem erforderlichen Genauigkeitsgrad variieren. Generell sollte er regelmäßig, mindestens einmal im Monat oder vor wichtigen Messungen kalibriert werden.

Q3: Wie lange ist die zu erwartende Lebensdauer eines Sensors für gelösten Sauerstoff?

A3: Die Lebensdauer eines Sensors für gelösten Sauerstoff kann je nach Sensortyp, Nutzung und Wartung variieren. In der Regel halten Sensoren zwischen einem und fünf Jahren, aber regelmäßige Wartung und Pflege können ihre Lebensdauer verlängern.

Q4: Kann ein Sensor für gelösten Sauerstoff in Süßwasser und Salzwasser verwendet werden?

A4: Ja, ein Sensor für gelösten Sauerstoff kann sowohl in Süßwasser als auch in Salzwasser verwendet werden. Für jeden Wassertyp sind jedoch möglicherweise unterschiedliche Kalibrierungsstandards und -verfahren erforderlich, aufgrund der Unterschiede in ihren Eigenschaften.

Q5: Gibt es spezielle Wartungsanforderungen für Sensoren für gelösten Sauerstoff?

A5: Ja, Sensoren für gelösten Sauerstoff erfordern regelmäßige Wartung, um genaue Messungen sicherzustellen. Dazu gehört die Reinigung der Sensormembran, die Überprüfung des Elektrolytstands bei elektrochemischen Sensoren und der Austausch verschlissener Teile.