שיטת מד חמצן מומס פלואורסצנטי והקדמה עקרונית

מד חמצן מומס פלואורסצנטי הוא מכשיר המשמש למדידת ריכוז החמצן המומס במים. חמצן מומס הוא אחד הפרמטרים החשובים במקווי מים. יש לו השפעה חשובה על הישרדות ורבייה של אורגניזמים מימיים. זהו גם אחד המדדים החשובים למדידת איכות המים. מד החמצן המומס הקרינה קובע את ריכוז החמצן המומס במים על ידי מדידת עוצמת אות הקרינה. יש לו רגישות ודיוק גבוהים והוא נמצא בשימוש נרחב בניטור סביבתי, הערכת איכות מים, חקלאות ימית ותחומים אחרים. מאמר זה יציג בפירוט את עקרון העבודה, ההרכב המבני, השימוש והיישום של מד החמצן המומס הקרינה בתחומים שונים.
1. עקרון עבודה
עקרון העבודה של מד חמצן מומס פלואורסצנטי מבוסס על האינטראקציה בין מולקולות חמצן לחומרים פלואורסצנטיים. הרעיון המרכזי הוא לעורר חומרים פלורסנטים כך שעוצמת האות הפלורסנטי שהם פולטים תהיה פרופורציונלית לריכוז החמצן המומס במים. להלן תיאור מפורט של עקרון העבודה של מד החמצן המומס הקרינה:
1. חומרים פלורסנטיים: חומרים פלואורסצנטיים רגישים לחמצן, כמו צבעי פלורסנט רגישים לחמצן, משמשים בדרך כלל במדדי חמצן מומס. לחומרים פלואורסצנטיים אלו עוצמת פלואורסצנטי גבוהה בהיעדר חמצן, אך כאשר קיים חמצן, חמצן יגיב כימית עם החומרים הפלורסנטיים, ויגרום להיחלשות עוצמת הקרינה.
2. מקור אור עירור: מדי חמצן מומס פלואורסצנטי מצוידים בדרך כלל במקור אור עירור לעורר חומרים ניאון. מקור אור עירור זה הוא בדרך כלל LED (דיודה פולטת אור) או לייזר באורך גל מסוים. אורך הגל של מקור האור העירור נבחר בדרך כלל בטווח אורך הגל של החומר הפלורסנטי.
3. גלאי פלואורסצנטי: בפעולת מקור האור המעורר, החומר הפלורסנטי יפלוט אות פלואורסצנטי שעוצמתו עומדת ביחס הפוך לריכוז החמצן המומס במים. מדי חמצן מומס פלואורומטריים מצוידים בגלאי פלואורסצנטי למדידת עוצמת האות הפלורסנטי הזה.
4. חישוב ריכוז החמצן: עוצמת אות הקרינה מעובדת על ידי המעגל שבתוך המכשיר, ולאחר מכן מומרת לערך של ריכוז חמצן מומס. ערך זה מבוטא בדרך כלל במיליגרם לליטר (מ"ג/ליטר).
2. הרכב מבני
ההרכב המבני של מד חמצן מומס פלואורסצנטי כולל בדרך כלל את החלקים העיקריים הבאים:
1. ראש חיישן: ראש החיישן הוא החלק שנמצא במגע עם דגימת המים. זה בדרך כלל כולל סיב אופטי ניאון שקוף או דיאפרגמה ניאון. רכיבים אלה משמשים להכיל חומרים פלורסנטים. ראש החיישן דורש עיצוב מיוחד כדי להבטיח שהחומר הפלורסנטי נמצא במגע מלא עם דגימת המים ואינו מופרע מאור חיצוני.
2. מקור אור עירור: מקור אור העירור ממוקם בדרך כלל בחלקו העליון של המכשיר. הוא מעביר את אור העירור לראש החיישן דרך סיב אופטי או סיב אופטי כדי לעורר חומרים ניאון.
3. גלאי הקרינה: גלאי הקרינה ממוקם בחלק התחתון של המכשיר ומשמש למדידת עוצמת אות הקרינה הנפלט מראש החיישן. גלאי הקרינה כוללים בדרך כלל פוטודיודה או צינור פוטו-מכפיל, הממיר אותות אופטיים לאותות חשמליים.
4. יחידת עיבוד אותות: המכשיר מצויד ביחידת עיבוד אותות, המשמשת להמרת עוצמת אות הקרינה לערך של ריכוז חמצן מומס, והצגתו על מסך המכשיר או פלט למחשב. או מכשיר הקלטת נתונים.
5. יחידת בקרה: יחידת הבקרה משמשת לקביעת פרמטרי העבודה של המכשיר, כגון עוצמת מקור האור העירור, הרווח של גלאי הקרינה וכו'. ניתן לכוונן פרמטרים אלו לפי הצורך כדי להבטיח חמצן מומס מדויק. מדידות ריכוז.
6. תצוגה וממשק משתמש: מדי חמצן מומס פלואורסצנטי מצוידים לרוב בתצוגה וממשק הפעלה ידידותיים למשתמש להצגת תוצאות המדידה, קביעת פרמטרים והפעלת המכשיר.
3. איך להשתמש
מדידת ריכוז חמצן מומס באמצעות מד חמצן מומס פלואורסצנטי כוללת בדרך כלל את השלבים הבאים:
1. הכנת המכשיר: ראשית, יש לוודא שהמכשיר במצב עבודה תקין. בדוק שמקור אור העירור וגלאי הקרינה פועלים כראוי, השעה והתאריך של כיול המכשיר והאם יש צורך להחליף או לצבוע מחדש את החומר הפלורסנטי.
2. איסוף דגימות: יש לאסוף את דגימת המים לבדיקה ולוודא שהדגימה נקייה וללא זיהומים ובועות. במידת הצורך, ניתן להשתמש במסנן כדי להסיר מוצקים מרחפים וחלקיקים.
3. התקנת חיישן: טבלו לחלוטין את ראש החיישן בדגימת המים כדי להבטיח מגע מלא בין החומר הפלורסנטי לדגימת המים. הימנע ממגע בין ראש החיישן לקיר או תחתית המיכל כדי למנוע שגיאות.
4. התחל מדידה: בחר התחל מדידה בממשק הבקרה של המכשיר. המכשיר יעורר אוטומטית את החומר הפלורסנטי וימדוד את עוצמת האות הפלורסנטי.
5. רישום נתונים: לאחר השלמת המדידה, המכשיר יציג את תוצאות המדידה של ריכוז החמצן המומס. ניתן לתעד את התוצאות בזיכרון המובנה במכשיר, או לייצא נתונים למכשיר חיצוני לצורך אחסון וניתוח.
6. ניקוי ותחזוקה: לאחר המדידה, נקה את ראש החיישן בזמן כדי למנוע שאריות חומר ניאון או זיהום. כייל את המכשיר באופן קבוע כדי לבדוק את הביצועים והיציבות שלו כדי להבטיח תוצאות מדידה מדויקות.
4. שדות יישום
מדי חמצן מומס פלואורסצנטי נמצאים בשימוש נרחב בתחומים רבים. להלן כמה שדות יישום עיקריים:
1. ניטור סביבתי: מדי חמצן מומס פלואורסצנציה משמשים לניטור ריכוז החמצן המומס בגופי מים טבעיים, נהרות, אגמים, אוקיינוסים ומים אחרים כדי להעריך את איכות המים של גופי המים ואת בריאות המערכות האקולוגיות.
2. חקלאות מים: בגידול דגים ושרימפס, ריכוז החמצן המומס הוא אחד הפרמטרים המרכזיים. ניתן להשתמש במדדי חמצן מומס פלואורסצנטי לניטור ריכוז החמצן המומס בבריכות רבייה או במקווי מים כדי להבטיח את הישרדותם וגדילתם של בעלי חיים חקלאיים. .
3. טיפול במים: ניתן להשתמש במד חמצן מומס פלואורסצנטי לניטור ריכוז החמצן המומס במהלך הטיפול בשפכים כדי להבטיח שהשפכים עומדים בתקני הפריקה.
4. מחקר ימי: במחקר מדעי ימי, מדי חמצן מומס של פלואורסצנציה משמשים למדידת ריכוז החמצן המומס במי הים בעומקים ובמיקומים שונים כדי לחקור מערכות אקולוגיות ימיות ומחזורי חמצן ימיים.
5. מחקר מעבדה: מדי חמצן מומס פלואורסצנטי משמשים גם במחקר מדעי ביולוגי, אקולוגי וסביבתי במעבדות לבחינת דינמיקה של פירוק חמצן ותגובות ביולוגיות בתנאים שונים.
6. מוניטין מותג: בחירה ביצרני מדי חמצן מומסים פלואורסצנטי ידועים ובעלי מוניטין, כגון YSI, Hach, Lianhua Technology, Thermo Fisher Scientific ועוד, יכולה לשפר את אמינות המכשיר ואת איכות השירות לאחר המכירה.
מד החמצן המומס הקרינה הוא מכשיר בעל דיוק גבוה ורגישות גבוהה המשמש למדידת ריכוז החמצן המומס במים. עקרון העבודה שלו מבוסס על אינטראקציה בין חומרים פלואורסצנטיים וחמצן, ויש לו מגוון רחב של יישומים, לרבות ניטור סביבתי, חקלאות ימית, טיפול במים, מחקר ימי ומחקר מעבדתי. מסיבה זו, מדי חמצן מומס פלואורסצנטי ממלאים תפקיד חשוב בשמירה על האיזון האקולוגי של גופי המים והגנה על משאבי המים.
מכשיר החמצן המומס הנייד של Lianhua LH-DO2M (V11) משתמש באלקטרודות אטומות לחלוטין מנירוסטה, עם דירוג עמיד למים של IP68. הוא קל לתפעול ומהווה מסייע רב עוצמה בזיהוי שפכים, שפכים ומי מעבדה. טווח המדידה של חמצן מומס הוא 0-20 מ"ג/ליטר. אין צורך להוסיף אלקטרוליט או כיול תכוף, מה שמפחית מאוד את עלויות התחזוקה.