طريقة قياس الأكسجين المذاب ومقدمة المبدأ

مقياس الأكسجين المذاب الفلوري هو أداة تستخدم لقياس تركيز الأكسجين المذاب في الماء. يعد الأكسجين المذاب أحد العوامل المهمة في المسطحات المائية. وله تأثير مهم على بقاء وتكاثر الكائنات المائية. كما أنه أحد المؤشرات المهمة لقياس جودة المياه. يحدد مقياس الأكسجين المذاب الفلوري تركيز الأكسجين المذاب في الماء عن طريق قياس شدة إشارة الفلورة. تتميز بحساسية ودقة عالية وتستخدم على نطاق واسع في المراقبة البيئية وتقييم جودة المياه وتربية الأحياء المائية وغيرها من المجالات. ستقدم هذه المقالة بالتفصيل مبدأ العمل والتركيب الهيكلي واستخدام وتطبيق مقياس الأكسجين المذاب الفلوري في مجالات مختلفة.
1. مبدأ العمل
يعتمد مبدأ عمل مقياس الأكسجين المذاب الفلوري على التفاعل بين جزيئات الأكسجين والمواد الفلورية. الفكرة الأساسية هي إثارة المواد الفلورية بحيث تتناسب شدة إشارة الفلورسنت التي تنبعث منها مع تركيز الأكسجين المذاب في الماء. فيما يلي وصف تفصيلي لمبدأ عمل مقياس الأكسجين المذاب الفلوري:
1. المواد الفلورية: عادة ما تستخدم المواد الفلورية الحساسة للأكسجين، مثل الأصباغ الفلورية الحساسة للأكسجين، في أجهزة قياس الأكسجين المذاب الفلورية. تتمتع هذه المواد الفلورية بكثافة فلورية عالية في غياب الأكسجين، ولكن عند وجود الأكسجين، سوف يتفاعل الأكسجين كيميائيًا مع مواد الفلورسنت، مما يؤدي إلى إضعاف شدة الفلورسنت.
2. مصدر ضوء الإثارة: عادةً ما يتم تجهيز أجهزة قياس الأكسجين المذاب الفلورية بمصدر ضوء إثارة لإثارة المواد الفلورية. عادة ما يكون مصدر ضوء الإثارة هذا عبارة عن LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) أو ليزر بطول موجة محدد. عادةً ما يتم تحديد الطول الموجي لمصدر ضوء الإثارة ضمن نطاق الطول الموجي للامتصاص لمادة الفلورسنت.
3. كاشف الفلورسنت: تحت تأثير مصدر الضوء المثير، ستصدر مادة الفلورسنت إشارة فلورية، تتناسب شدتها عكسيا مع تركيز الأكسجين المذاب في الماء. تم تجهيز أجهزة قياس الأكسجين المذاب الفلورومترية بكاشف مضان لقياس شدة إشارة الفلورسنت هذه.
4. حساب تركيز الأكسجين: تتم معالجة شدة إشارة الفلورسنت بواسطة الدائرة الموجودة داخل الجهاز، ثم يتم تحويلها إلى قيمة تركيز الأكسجين المذاب. يتم التعبير عن هذه القيمة عادةً بالملليجرام لكل لتر (ملجم / لتر).
2. التركيب الهيكلي
يتضمن التركيب الهيكلي لمقياس الأكسجين المذاب الفلوري عادةً الأجزاء الرئيسية التالية:
1. رأس المستشعر: رأس المستشعر هو الجزء الملامس لعينة الماء. وعادةً ما تشتمل على ألياف بصرية فلورسنت شفافة أو غشاء فلورسنت. وتستخدم هذه المكونات لاستيعاب مواد الفلورسنت. يتطلب رأس المستشعر تصميمًا خاصًا لضمان اتصال مادة الفلورسنت بشكل كامل بعينة الماء وعدم تداخلها مع الضوء الخارجي.
2. مصدر ضوء الإثارة: يقع مصدر ضوء الإثارة عادةً في الجزء العلوي من الجهاز. ينقل ضوء الإثارة إلى رأس المستشعر من خلال الألياف الضوئية أو الألياف الضوئية لإثارة المواد الفلورية.
3. كاشف الفلورسنت: يقع كاشف الفلورسنت في الجزء السفلي من الجهاز ويستخدم لقياس شدة إشارة الفلورسنت المنبعثة من رأس المستشعر. تشتمل كاشفات الفلورسنت عادةً على صمام ثنائي ضوئي أو أنبوب مضاعف ضوئي، والذي يحول الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية.
4. وحدة معالجة الإشارات: الجهاز مزود بوحدة معالجة الإشارات، والتي تستخدم لتحويل شدة إشارة الفلورسنت إلى قيمة تركيز الأكسجين المذاب، وعرضها على شاشة الجهاز أو إخراجها إلى جهاز الكمبيوتر أو جهاز تسجيل البيانات
5. وحدة التحكم: يتم استخدام وحدة التحكم لضبط معلمات العمل للأداة، مثل شدة مصدر ضوء الإثارة، وكسب كاشف الفلورسنت، وما إلى ذلك. يمكن تعديل هذه المعلمات حسب الحاجة لضمان دقة الأكسجين المذاب قياسات التركيز.
6. واجهة العرض والمستخدم: عادةً ما تكون أجهزة قياس الأكسجين المذاب الفلورية مجهزة بشاشة عرض سهلة الاستخدام وواجهة تشغيل لعرض نتائج القياس، وإعداد المعلمات وتشغيل الأداة.
3. كيفية الاستخدام
عادةً ما يتضمن قياس تركيز الأكسجين المذاب باستخدام مقياس الأكسجين المذاب الفلوري الخطوات التالية:
1. إعداد الأداة: أولاً، تأكد من أن الأداة في حالة عمل عادية. تأكد من أن مصدر ضوء الإثارة وكاشف الفلورسنت يعملان بشكل صحيح، وتأكد من وقت وتاريخ معايرة الجهاز، وما إذا كانت مادة الفلورسنت بحاجة إلى الاستبدال أو إعادة الطلاء.
2. جمع العينات: قم بجمع عينة المياه المراد فحصها والتأكد من أن العينة نظيفة وخالية من الشوائب والفقاعات. إذا لزم الأمر، يمكن استخدام مرشح لإزالة المواد الصلبة العالقة والجسيمات.
3. تركيب المستشعر: اغمر رأس المستشعر بالكامل في عينة الماء لضمان الاتصال الكامل بين مادة الفلورسنت وعينة الماء. تجنب الاتصال بين رأس المستشعر وجدار الحاوية أو قاعها لتجنب الأخطاء.
4. بدء القياس: حدد بدء القياس على واجهة التحكم الخاصة بالجهاز. سيقوم الجهاز تلقائيًا بإثارة مادة الفلورسنت وقياس شدة إشارة الفلورسنت.
5. تسجيل البيانات: بعد اكتمال القياس، سيعرض الجهاز نتائج قياس تركيز الأكسجين المذاب. يمكن تسجيل النتائج في الذاكرة المدمجة بالجهاز، أو يمكن تصدير البيانات إلى جهاز خارجي للتخزين والتحليل.
6. التنظيف والصيانة: بعد القياس، قم بتنظيف رأس المستشعر في الوقت المناسب لتجنب بقايا مادة الفلورسنت أو التلوث. قم بمعايرة الجهاز بانتظام للتحقق من أدائه واستقراره لضمان نتائج قياس دقيقة.
4. مجالات التطبيق
تستخدم أجهزة قياس الأكسجين المذاب الفلوري على نطاق واسع في العديد من المجالات. فيما يلي بعض مجالات التطبيق الرئيسية:
1. المراقبة البيئية: تستخدم أجهزة قياس الأكسجين المذاب الفلوري لمراقبة تركيز الأكسجين المذاب في المسطحات المائية الطبيعية والأنهار والبحيرات والمحيطات والمياه الأخرى لتقييم جودة المياه في المسطحات المائية وصحة النظم البيئية.
2. تربية الأحياء المائية: في تربية الأسماك والروبيان، يعد تركيز الأكسجين المذاب أحد العوامل الرئيسية. يمكن استخدام أجهزة قياس الأكسجين المذاب الفلوري لمراقبة تركيز الأكسجين المذاب في أحواض التربية أو المسطحات المائية لضمان بقاء ونمو حيوانات المزرعة. .
3. معالجة المياه: يمكن استخدام مقياس الأكسجين المذاب الفلوري لمراقبة تركيز الأكسجين المذاب أثناء معالجة مياه الصرف الصحي لضمان أن مياه الصرف الصحي تلبي معايير التفريغ.
4. الأبحاث البحرية: في الأبحاث العلمية البحرية يتم استخدام أجهزة قياس الأكسجين المذاب الفلورية لقياس تركيز الأكسجين المذاب في مياه البحر على أعماق ومواقع مختلفة لدراسة النظم البيئية البحرية ودورات الأكسجين البحرية.
5. البحث المختبري: تُستخدم أيضًا أجهزة قياس الأكسجين المذاب الفلوري بشكل شائع في الأبحاث العلمية البيولوجية والبيئية والبيئية في المختبرات لاستكشاف ديناميكيات ذوبان الأكسجين والتفاعلات البيولوجية في ظل ظروف مختلفة.
6. سمعة العلامة التجارية: يمكن أن يؤدي اختيار الشركات المصنعة لأجهزة قياس الأكسجين المذاب المشهورة وذات السمعة الطيبة، مثل YSI، وHach، وLianhua Technology، وThermo Fisher Scientific، وما إلى ذلك، إلى تحسين موثوقية الجهاز وجودة خدمة ما بعد البيع.
مقياس الأكسجين المذاب الفلوري هو أداة عالية الدقة وعالية الحساسية تستخدم لقياس تركيز الأكسجين المذاب في الماء. يعتمد مبدأ عمله على تفاعل المواد الفلورية والأكسجين، وله مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك المراقبة البيئية وتربية الأحياء المائية ومعالجة المياه والأبحاث البحرية والأبحاث المعملية. ولهذا السبب، تلعب أجهزة قياس الأكسجين المذاب الفلورية دورًا مهمًا في الحفاظ على التوازن البيئي للمسطحات المائية وحماية الموارد المائية.
يستخدم جهاز الأكسجين المذاب الفلورسنت المحمول LH-DO2M (V11) من Lianhua أقطابًا كهربائية محكمة الغلق بالكامل من الفولاذ المقاوم للصدأ، مع تصنيف مقاوم للماء IP68. إنه سهل التشغيل وهو مساعد قوي في الكشف عن مياه الصرف الصحي ومياه الصرف الصحي والمياه المختبرية. نطاق قياس الأكسجين المذاب هو 0-20 ملجم/لتر. ليست هناك حاجة لإضافة المنحل بالكهرباء أو المعايرة المتكررة، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة.