حساس الأكسجين المذاب الرقمي

أنواع أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية

يقيس جهاز قياس الأكسجين الذائبة الرقمي كمية الأكسجين المتاحة للنشاط البيولوجي في الماء. إن كمية الأكسجين الذائبة (DO) في الماء أمر بالغ الأهمية لبقاء الحياة المائية. تستخدم أنواع مختلفة من الكائنات الحية، مثل الأسماك والحشرات والنباتات، الأكسجين الذائبة للبقاء على قيد الحياة. لذلك، يُستخدم كدليل على جودة المياه.

هناك نوعان رئيسيان من أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية:

• أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الضوئية

• أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الكيميائية الكهربائية

تستخدم أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الضوئية خصائص الفسفور من مواد محددة. يتم تحفيز هذه المواد بواسطة صمام ثنائي باعث للضوء (LED) لإصدار الضوء. عندما يتفاعل الأكسجين مع الضوء المنبعث، فإنه يسبب تغيرًا في شدة أو عمر إشارة الفسفور. تقوم الإلكترونيات الخاصة بالجهاز بتحليل هذه التغييرات لتحديد تركيز الأكسجين الذائبة في العينة.

تعمل أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية الكيميائية الكهربائية عن طريق قياس التيار الناتج عن التفاعلات الكيميائية الكهربائية التي تشمل الأكسجين الذائبة في الماء. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية الكيميائية الكهربائية.

• أجهزة قياس الأكسجين الذائبة من نوع كلارك

• أجهزة قياس الأكسجين الذائبة المغناطيسية

• أجهزة قياس الأكسجين الذائبة المجلفانية

تحتوي أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية من نوع كلارك على كاثود وأنود مفصولين بواسطة إلكتروليت. لديهم غشاء قابل للاختراق من الأكسجين على السطح الخارجي يعمل كحاجز. يمنع الغشاء مرور الأيونات والجزيئات، ولكنه يسمح بانتشار الأكسجين من الماء المحيط إلى الإلكتروليت. عندما يمر الأكسجين عبر الغشاء ويتفاعل مع الكاثود، فإنه يتلقى إلكترونات من مصدر طاقة خارجي، مما ينتج عنه أيونات هيدروكسيل (OH-). يكون التيار المُولّد متناسبًا مع كمية الأكسجين الذائبة في الماء.

تحتوي أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية المغناطيسية على كرتين مليئتين بالأكسجين. توجد الكرات في مجال مغناطيسي. يتم قياس الاختلافات في الضغط الناجمة عن حركة الكرات في المجال المغناطيسي واستخدامها لتحديد تركيز الأكسجين الذائبة.

تتكون أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية المجلفانية من قطبين كهربائيين (كاثود وأنود) ومحلول إلكتروليتي. يشبه الإعداد جهاز الاستشعار من نوع كلارك، لكنه لا يتطلب مصدر طاقة خارجي.

المواصفات والصيانة لأجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية

تختلف مواصفات أي جهاز قياس للأكسجين الذائبة الرقمي حسب النوع والنموذج المحدد.

• نطاق القياس: نطاق قياس الجهاز هو الحد الأدنى والحد الأقصى للقيم التي يمكنه قياسها. بالنسبة لجهاز استشعار DO، يكون نطاق القياس من 0 إلى 20 ملغ / لتر. هذا يعني أن الجهاز يمكنه قياس مستويات الأكسجين الذائبة من 0 إلى 20 ملليغرام لكل لتر من الماء.
• الدقة: دقة جهاز قياس الأكسجين الذائبة الرقمي هي مدى قرب القياسات من مستويات الأكسجين الذائبة الفعلية في الماء. على سبيل المثال، يمكن لجهاز استشعار DO بدقة ± 0.5 ملغ / لتر أن يكون لديه قياسات تختلف عن مستويات الأكسجين الذائبة الحقيقية بمقدار 0.5 ملليغرام لكل لتر.
• زمن الاستجابة: زمن استجابة جهاز استشعار الأكسجين الذائبة هو مدى سرعة اكتشافه للتغيرات في مستويات الأكسجين الذائبة. يسمح وقت الاستجابة الأسرع للجهاز بتتبع تقلبات مستويات الأكسجين بدقة أكبر. على سبيل المثال، يعني وقت استجابة 90٪ في 3 ثوانٍ أن الجهاز يمكنه اكتشاف التغيرات في مستويات الأكسجين الذائبة، حيث يصل إلى 90٪ من القيمة الجديدة في غضون 3 ثوانٍ.
• تعويض درجة الحرارة: تسمح هذه الميزة للجهاز بتعديل قياساته بناءً على درجة حرارة الماء. نظرًا لأن مستويات الأكسجين الذائبة تختلف باختلاف درجة الحرارة، فإن تعويض درجة الحرارة يضمن بقاء قراءات الجهاز دقيقة عبر ظروف حرارية مختلفة. على سبيل المثال، يمكن لجهاز استشعار DO رقمي مع تعويض درجة حرارة أوتوماتيكي أن يضبط قياساته بناءً على درجات حرارة الماء من 0 إلى 40 درجة مئوية.
• تعويض الملوحة: مثل تعويض درجة الحرارة، يضمن تعويض الملوحة بقاء قراءات الجهاز دقيقة في الماء ذي مستويات الملوحة المتغيرة. يضبط الجهاز قياساته لمراعاة آثار الملوحة على مستويات الأكسجين الذائبة. على سبيل المثال، يمكن لجهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي مع تعويض الملوحة قياس مستويات الأكسجين الذائبة بدقة في المياه العذبة والمياه المالحة والمياه المالحة ذات تركيزات الملوحة المختلفة.
• مصدر الطاقة: تتطلب أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية مصدر طاقة للتشغيل. يمكن أن يكون ذلك من خلال البطاريات أو توصيلات USB أو مصادر طاقة خارجية، اعتمادًا على الجهاز. على سبيل المثال، قد يكون لجهاز استشعار DO رقمي محمول مع بطارية مدمجة عمر بطارية 10 ساعات، مما يسمح له بالعمل بشكل مستمر دون الحاجة إلى مأخذ طاقة.
• سعة تخزين البيانات: تحتوي بعض أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية على ذاكرة مدمجة لتخزين القياسات لتحليلها لاحقًا. تشير سعة تخزين البيانات إلى الحد الأقصى لكمية المعلومات التي يمكن للجهاز الاحتفاظ بها. على سبيل المثال، يمكن لجهاز استشعار DO رقمي بسعة ذاكرة 100000 نقطة بيانات تخزين ما يصل إلى 100000 قياس للأكسجين الذائبة، مما يسمح بالمراقبة طويلة المدى وتحليل البيانات.

عند الحفاظ على جهاز استشعار للأكسجين الذائبة الرقمي، من المهم اتباع تعليمات الشركة المصنعة قدر الإمكان. فيما يلي بعض المبادئ التوجيهية العامة:

• قم بتنظيف غشاء الجهاز بانتظام، حيث إنه أمر بالغ الأهمية لقياسات دقيقة للأكسجين الذائبة. استخدم فرشاة ناعمة أو قطعة قماش لإزالة أي رواسب أو أوساخ.
• استبدل الغشاء والمكونات الأخرى وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة. يضمن ذلك بقاء الجهاز دقيقًا وموثوقًا به مع مرور الوقت.
• قم بإجراء فحوصات معايرة منتظمة للتأكد من صحة قراءات الجهاز. اتبع إرشادات الشركة المصنعة لإجراءات المعايرة.
• احفظ الجهاز في بيئة مناسبة، حيث يمكن أن تتلف درجات الحرارة القصوى أو المواد الكيميائية القاسية.
• احم الجهاز من التلف المادي عن طريق التعامل معه بعناية وتخزينه بشكل صحيح عند عدم استخدامه.
• راقب أداء الجهاز وعالج أي مشاكل أو تناقضات في القراءات على الفور.

كيفية اختيار أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية

عند اختيار جهاز استشعار للأكسجين الذائبة الرقمي، ضع في الاعتبار ما يلي:

• نطاق القياس والدقة

  تتطلب تطبيقات مختلفة نطاقات قياس مختلفة. على سبيل المثال، في الماء ذي التدفق المنخفض، يكون جهاز قياس DO رقمي ذو نطاق قياس منخفض مثاليًا. أيضًا، ضع في الاعتبار دقة الجهاز لضمان قراءات موثوقة.

• تعويض درجة الحرارة

  تتغير مستويات الأكسجين في الماء اعتمادًا على التغيرات في درجة الحرارة. لذلك، فإن جهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي مع تعويض درجة حرارة مدمج أمر ضروري. يضمن ذلك تعويضًا دقيقًا لقياس مستويات الأكسجين في الماء، بغض النظر عن التغيرات في درجة الحرارة.

• متانة وقوة التحمل

  خذ في الاعتبار جهاز قياس DO رقمي قوي ولديه عمر افتراضي طويل. على سبيل المثال، يكون جهاز الاستشعار المصنوع من مواد مقاومة للتآكل مثاليًا للبيئات القاسية. أيضًا، ضع في الاعتبار جهاز استشعار ذو طلاء واقٍ يمكنه تحمل المواد الكاشطة، خاصة في الصناعات ذات البيئات القاسية.

• المعايرة

  تتطلب أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية معايرة منتظمة لضمان قياسات دقيقة. اختر النماذج التي تسمح بمعايرة سهلة. علاوة على ذلك، اختر النماذج التي تأتي مع حلول معايرة للاستخدام الفوري.

• متطلبات الصيانة

  خذ في الاعتبار الصيانة المطلوبة لجهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي. تعتبر أجهزة الاستشعار ذات متطلبات الصيانة المنخفضة فعالة من حيث التكلفة على المدى الطويل. أيضًا، اختر أجهزة الاستشعار ذات الميزات التي تقلل من وتيرة صيانة الجهاز.

• العرض وتسجيل البيانات

  اختر جهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي مع شاشة كبيرة للقراءة بسهولة. أيضًا، ضع في الاعتبار جهاز استشعار ذو قدرات تسجيل البيانات. يسمح هذا للمستخدمين بتتبع مستويات DO بمرور الوقت وتحليل الاتجاهات.

• نوع الجهاز

  هناك أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار المتاحة، مثل أجهزة الاستشعار المجلفانية وأجهزة الاستشعار الضوئية. كل جهاز استشعار له مزاياه وعيوبه. على سبيل المثال، تتمتع أجهزة الاستشعار الضوئية بمتطلبات صيانة منخفضة وعمر افتراضي طويل. من ناحية أخرى، أجهزة الاستشعار المجلفانية بأسعار معقولة.

كيفية القيام بنفسك واستبدال جهاز قياس الأكسجين الذائبة الرقمي

يمكن استبدال أجهزة قياس الأكسجين الذائبة الرقمية من خلال الخطوات التالية:

• التحضير

  أوقف تشغيل مصدر الطاقة لجهاز استشعار DO. أبلغ أي موظفين آخرين ذوي صلة بأن الجهاز على وشك الاستبدال. اجمع المعلومات ذات الصلة حول الجهاز الذي سيتم استبداله. يشمل ذلك دليل الشركة المصنعة، ونموذج الجهاز وبروتوكول الاتصال المستخدم.

• إزالة الجهاز القديم

  افصل الجهاز القديم عن نظام التحكم. قم بإزالة الجهاز القديم من مكان تركيبه. احرص على عدم إتلاف غشاء الجهاز الجديد. قم بفك البراغي أو المشابك التي تثبت الجهاز بشكل خفيف. اسحب الجهاز من مكانه. أثناء إزالة الجهاز، يجب فصل الأسلاك المتصلة الواحدة تلو الأخرى. لاحظ مكان توصيل الأسلاك حتى يمكن توصيلها بنفس الطريقة بالجهاز الجديد.

• تركيب الجهاز الجديد

  افك عبوة الجهاز الجديد واعدده وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة. قم بتثبيت جهاز قياس DO الرقمي الجديد في الموضع الذي كان فيه الجهاز القديم. قم بتوصيل أسلاك الجهاز بالوصلات المقابلة في نظام التحكم، باتباع الملاحظات التي تم إجراؤها أثناء إزالة الجهاز القديم.

• المعايرة والتكوين

  قم بتشغيل جهاز قياس الأكسجين الذائبة الرقمي وتحقق من أنه يعمل بشكل صحيح. قم بمعايرة الجهاز الجديد وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة. يجب تكوين أجهزة استشعار الأكسجين الذائبة حتى تتمكن من الاتصال بنظام التحكم. تأكد من أن القيم المقاسة في النطاق المتوقع وأن الاتصال بنظام التحكم مستقر.

• الفحوصات النهائية

  تحقق من جميع الاتصالات والبراغي وإعدادات أجهزة الاستشعار للتأكد من أنها آمنة وصحيحة. أبلغ الموظفين ذوي الصلة بأن استبدال الجهاز قد اكتمل. قم بتحديث أي وثائق ذات صلة لتعكس تفاصيل الجهاز الجديد.

أسئلة وأجوبة

س1: كم مرة يجب معايرة جهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي؟

ج1: يمكن أن يعتمد تواتر المعايرة على عدة عوامل، مثل التطبيق المحدد وظروف البيئة واستخدام الجهاز. ومع ذلك، يُنصح عمومًا بمعايرة الجهاز مرة واحدة على الأقل في الشهر أو بشكل متكرر أكثر إذا تم استخدامه في ظروف متغيرة أو تطبيقات حرجة.

س2: لماذا يعطي جهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي قراءات غير متسقة؟

ج2: يمكن أن تكون القراءات غير المتسقة ناتجة عن عدة عوامل، بما في ذلك انحراف الجهاز (الذي يتطلب المعايرة)، وتلف الغشاء، وتداخل الفقاعات، وتغيرات درجة الحرارة غير المعوضة، أو وجود مواد في العينة تؤثر على قابلية ذوبان الأكسجين. من الضروري استكشاف هذه المشكلات بشكل منهجي لتحديد السبب.

س3: هل يمكن استخدام جهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي في المياه العذبة والمياه المالحة؟

ج3: نعم، يمكن استخدام جهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي في كل من المياه العذبة والمياه المالحة. ومع ذلك، قد يلزم معايرة الجهاز لمراعاة الاختلافات في مستويات الأكسجين وظروف درجة الحرارة في هاتين البيئتين.

س4: ما هو العمر الافتراضي النموذجي للغشاء على جهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي؟

ج4: يمكن أن يختلف عمر الغشاء على جهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي اعتمادًا على نوع الجهاز والاستخدام وظروف البيئة. بشكل عام، يمكن أن تدوم الأغشية من ستة أشهر إلى عامين. من الضروري إجراء فحوصات منتظمة واستبدالات في الوقت المناسب لضمان قياسات دقيقة.

س5: هل يتطلب جهاز استشعار الأكسجين الذائبة الرقمي صيانة منتظمة؟

ج5: نعم، تتطلب أجهزة استشعار الأكسجين الذائبة الرقمية صيانة منتظمة لضمان دقتها وموثوقيتها. يشمل ذلك التنظيف المنتظم واستبدال الغشاء والمعايرة الدورية والرعاية اللازمة الأخرى.