Vai trò, đặc điểm và ứng dụng của cảm biến oxy hòa tan bằng phương pháp cực phổ

Nguyên lý hoạt động

Cảm biến oxy hòa tan bằng phương pháp cực phổ hoạt động dựa trên các nguyên lý điện hóa, chủ yếu sử dụng điện cực Clark. Cảm biến bao gồm một cực âm bằng vàng, một cực dương bằng bạc và một chất điện giải đặc hiệu, tất cả được bao bọc bởi một màng bán thấm.

Trong quá trình đo, oxy khuếch tán qua màng vào cảm biến. Tại cực âm (điện cực vàng), oxy bị khử, trong khi tại cực dương (điện cực bạc), quá trình oxy hóa xảy ra. Quá trình này tạo ra dòng khuếch tán tỷ lệ thuận với nồng độ oxy hòa tan trong mẫu, cho phép đo chính xác.

Các tính năng chính

Cảm biến oxy hòa tan bằng phương pháp cực phổ được sử dụng rộng rãi nhờ những đặc tính vượt trội của chúng:

1. Độ chính xác và độ nhạy cao:
   • Có khả năng phát hiện oxy hòa tan ở nồng độ vết, với phạm vi đo rộng từ 0,01μg/L đến 20,00mg/L và độ phân giải cao đến 0,01μg/L. Điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng như giám sát nước cấp cho nồi hơi và nước siêu tinh khiết trong ngành bán dẫn.
2. Thời gian phản hồi nhanh:
   • Thông thường, thiết bị phản hồi trong vòng chưa đầy 60 giây (một số sản phẩm đạt thời gian phản hồi trong vòng 15 giây), nhanh chóng phản ánh những thay đổi về nồng độ oxy hòa tan.
3. Yêu cầu bảo trì thấp:
   • Các thiết kế hiện đại thường không yêu cầu thay thế chất điện giải thường xuyên, giúp giảm chi phí và công sức bảo trì dài hạn. Tuy nhiên, việc hiệu chuẩn định kỳ và thay thế màng lọc vẫn cần thiết.
4. Độ ổn định cao và khả năng chống nhiễu mạnh mẽ:
   • Màng bán thấm có chọn lọc giúp cách ly hiệu quả các tạp chất và chất gây ô nhiễm, đảm bảo các phép đo ổn định và đáng tin cậy.
5. Tự động bù nhiệt độ:
   • Hầu hết các cảm biến đều tích hợp cảm biến nhiệt độ để tự động bù nhiệt độ, hiệu chỉnh các lỗi đo do sự dao động nhiệt độ gây ra.
6. Thiết kế thông minh và tích hợp:
   • Nhiều cảm biến được trang bị giao diện truyền thông (ví dụ: RS485) và hỗ trợ các giao thức tiêu chuẩn (ví dụ: Modbus), cho phép tích hợp vào các hệ thống điều khiển tự động hóa và nền tảng IoT để giám sát dữ liệu từ xa.

Các kịch bản ứng dụng

Cảm biến oxy hòa tan bằng phương pháp cực phổ được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau:

1. Các quy trình công nghiệp và xử lý nước:
   • Giám sát nước cấp lò hơi: Cực kỳ quan trọng trong các ngành công nghiệp như sản xuất điện, hóa chất và luyện kim, nơi lượng oxy hòa tan quá mức có thể gây ăn mòn nghiêm trọng các đường ống và thiết bị kim loại.
   • Giám sát xử lý và xả thải nước thải: Nồng độ oxy hòa tan ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của vi sinh vật trong các quy trình xử lý nước thải đô thị và công nghiệp.
   • Sản xuất chất bán dẫn và nước siêu tinh khiết: Nhu cầu về nước tinh khiết cao trong sản xuất điện tử đòi hỏi phải giám sát chính xác lượng oxy hòa tan ở mức vết.
2. Giám sát môi trường và nghiên cứu khoa học:
   • Giám sát chất lượng nước mặt, sông và hồ: Oxy hòa tan là một chỉ số quan trọng về khả năng tự làm sạch của nước và sức khỏe sinh thái.
   • Nuôi trồng thủy sản: Giám sát nồng độ oxy hòa tan theo thời gian thực giúp ngăn ngừa tình trạng thiếu oxy ở sinh vật thủy sinh, từ đó nâng cao hiệu quả nuôi trồng.
3. Công nghệ sinh học và ngành dược phẩm:
   • Nồng độ oxy hòa tan phải được kiểm soát chính xác trong các lò phản ứng sinh học (ví dụ: quá trình lên men và nuôi cấy tế bào) để đảm bảo điều kiện sinh trưởng tối ưu cho vi sinh vật hoặc tế bào.
4. Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống:
   • Nồng độ oxy hòa tan có thể ảnh hưởng đến hương vị, màu sắc và thời hạn sử dụng của sản phẩm, do đó việc theo dõi là rất cần thiết trong quá trình sản xuất.

Các quốc gia/khu vực thường được sử dụng

Việc áp dụng cảm biến oxy hòa tan bằng phương pháp cực phổ gắn liền chặt chẽ với mức độ công nghiệp hóa, các quy định về môi trường và sự tiến bộ công nghệ:

1. Bắc Mỹ:
   • Hoa Kỳ và Canada áp dụng các quy định bảo vệ môi trường nghiêm ngặt và tiêu chuẩn chất lượng nước cao, khiến các cảm biến này được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp cao cấp như năng lượng, hóa chất và dược phẩm.
2. Châu Âu:
   • Các quốc gia như Đức, Anh và Pháp, với các chính sách môi trường nghiêm ngặt (ví dụ: Chỉ thị khung về nước của EU) và công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, là những nước tiêu thụ chính các cảm biến này.
3. Châu Á - Thái Bình Dương:
   • Trung Quốc: Nhu cầu tăng nhanh do các nỗ lực bảo vệ môi trường được đẩy mạnh (ví dụ: chính sách “Kế hoạch Mười năm về Nước”) và những tiến bộ trong xử lý nước và nuôi trồng thủy sản.
   • Nhật Bản và Hàn Quốc: Các ngành công nghiệp điện tử tiên tiến, bán dẫn và hóa chất chính xác thúc đẩy nhu cầu đa dạng đối với thiết bị giám sát chất lượng nước có độ chính xác cao.
4. Các khu vực công nghiệp hóa khác với các quy định môi trường nghiêm ngặt cũng sử dụng rộng rãi các cảm biến này.

Bảng tóm tắt

Phần kết luận

Cảm biến oxy hòa tan bằng phương pháp cực phổ, với độ chính xác cao, phản hồi nhanh và độ ổn định tốt, là công cụ không thể thiếu trong việc giám sát và phân tích chất lượng nước. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn công nghiệp, hiệu quả và bảo vệ môi trường.

Chúng tôi cũng có thể cung cấp nhiều giải pháp khác nhau cho

1. Máy đo cầm tay đa thông số chất lượng nước

2. Hệ thống phao nổi để đo chất lượng nước đa thông số

3. Bàn chải làm sạch tự động cho cảm biến nước đa thông số

4. Bộ máy chủ và mô-đun phần mềm không dây hoàn chỉnh, hỗ trợ RS485 GPRS /4G/WIFI/LORA/LORAWAN

Để biết thêm về cảm biến nước thông tin,

Vui lòng liên hệ Công ty TNHH Công nghệ Honde.

Email: info@hondetech.com

Trang web công ty:www.hondetechco.com

Điện thoại: +86-15210548582