Le capteur d'oxygène dissous numérique est largement utilisé dans des scénarios qui nécessitent une surveillance en temps réel de la concentration d'oxygène dissous dans l'eau en raison de sa haute précision, de sa réponse rapide, de sa forte capacité anti-interférence et de ses avantages d'intégration numérique. Voici des scénarios d'application typiques et des analyses de cas spécifiques :
1 L'aquaculture
Exigences fondamentales
L'oxygène dissous est un paramètre clé pour la respiration chez les organismes aquatiques tels que les poissons, les crevettes et les crabes. L'hypoxie peut entraîner l'étouffement, la mort ou un retard de croissance.
La surveillance en temps réel de l'oxygène dissous dans différentes couches d'eau (tels que les fonds d'étangs et les cages de filets) est nécessaire pour éviter l'hypoxie locale.
Cas d'application
Aquaculture circulaire en usine : plusieurs capteurs sont déployés dans la piscine d'aquaculture, combinés à un système de commande PLC pour ajuster automatiquement l'aérateur et le débit d'eau, en maintenant l'oxygène dissous à 5-8mg / L (gamme adaptée pour les poissons).
Aquaculture en étang : les données en temps réel sont téléchargées sur une application mobile via des capteurs de bouée, permettant aux agriculteurs de surveiller à distance les changements des niveaux d’oxygène dissous et d’activer l’équipement d’oxygène en temps opportun pendant la nuit ou les jours pluvieux.
Aquaculture à haute densité : par exemple, dans l’élevage de crevettes, les niveaux d’oxygène dissous inférieurs à 3 mg/L peuvent déclencher des réactions de stress, les capteurs déclenchent des alarmes et le système d’oxygène est lié pour prévenir la mortalité à grande échelle.
avantage
Les capteurs optiques ne nécessitent aucune maintenance de membrane pour réduire les erreurs de mesure causées par l'adhésion d'algues ou le blocage d'impuretés.
La sortie numérique prend en charge l'intégration avec les plateformes IoT pour réaliser une gestion centralisée de plusieurs étangs.
2、Traitement des eaux usées
Exigences fondamentales
L'étape de traitement biochimique (comme le processus de boues actives, le processus MBR) nécessite un contrôle strict de la concentration en oxygène dissous pour assurer l'efficacité de la dégradation microbienne de la matière organique.
L'hypoxie ou le peroxyde peuvent à la fois entraîner une diminution de l'efficacité du traitement et une augmentation de la consommation d'énergie.
Cas d'application
Procédé A ² O (anaérobie anoxique aérobie) : Installer des capteurs dans le réservoir aérobie pour surveiller l'oxygène dissous en temps réel (habituellement 2-4mg/L), et ajuster l'alimentation en air par liaison à fréquence variable avec le souffleur pour optimiser la consommation d'énergie.
Bioréacteur à membrane MBR: Surveiller l'oxygène dissous dans le réservoir à membrane pour éviter le dépôt de boues sur la surface de la membrane en raison de l'hypoxie et prolonger la durée de vie de la membrane.
Traitement des eaux usées industrielles: Si les eaux usées pharmaceutiques contiennent des concentrations élevées de matière organique, il est nécessaire de contrôler l'activité microbienne par l'oxygène dissous pour éviter l'accumulation de substances toxiques.
avantage
Les capteurs fluorescents ont une forte résistance aux interférences chimiques et sont adaptés aux eaux usées industrielles contenant des sulfures et des ions de métaux lourds.
La transmission du signal numérique réduit les interférences du signal analogique et améliore la fiabilité des données.
3、Surveillance environnementale et recherche écologique
Exigences fondamentales
Évaluer la capacité d'autopurification des corps d'eau, surveiller les problèmes environnementaux tels que l'eutrophisation et les corps d'eau noirs et odeurs.
Suivi à long terme des changements en oxygène dissous et étude de l'impact du changement climatique sur les écosystèmes aquatiques.
Cas d'application
Surveillance des rivières et des lacs : Déployer un réseau de capteurs basé sur des bouées, télécharger des données en temps réel sur la plateforme du département de la protection de l'environnement et identifier les sources de pollution (comme le rejet direct des eaux usées provoquant une chute soudaine de l'oxygène dissous).
Protection des zones humides: Surveiller l'oxygène dissous dans les corps d'eau des zones humides et évaluer l'effet d'amélioration de la restauration de la végétation sur la qualité de l'eau.
Observation des océans: Installer des capteurs dans les zones d'aquaculture à proximité ou les zones de conservation des récifs coralliens pour étudier la corrélation entre l'oxygène dissous et l'acidification des océans et l'augmentation de la température.
avantage
Les capteurs optiques ont une vitesse de réponse rapide (en secondes) et sont adaptés pour surveiller dynamiquement les changements des marées, du débit d'eau et d'autres facteurs.
La conception à faible puissance prend en charge l'alimentation en énergie solaire et convient à un déploiement à long terme dans des zones éloignées.
4、Contrôle des processus industriels
Industrie alimentaire et des boissons
Brassage de la bière: L'oxygène dissous affecte le goût et la durée de conservation de la bière. L'oxygène dissous dans le réservoir de fermentation doit être contrôlé en dessous de 0,1 mg/L et le système de remplissage à azote lié au capteur doit éliminer l'oxygène.
Production d’eau potable : surveiller l’oxygène dissous lors de la filtration, de la désinfection et d’autres processus pour s’assurer que la qualité de l’eau répond aux normes.
production chimique
Processus de fermentation: Dans la production d'antibiotiques, la concentration d'oxygène dissous affecte directement le métabolisme bactérien et le rendement du produit, et les capteurs fournissent des données de rétroaction en temps réel pour optimiser les stratégies d'approvisionnement en oxygène.
Traitement des eaux usées: Surveiller l'oxygène dissous dans le traitement chimique des eaux usées pour empêcher la génération de substances toxiques (telles que le sulfure d'hydrogène) en raison d'une carence en oxygène.
avantage
Les capteurs anti-explosifs (tels que la certification Ex ia IIC T6 Ga) sont adaptés à l'utilisation dans des environnements inflammables et explosifs.
La mesure de haute précision permet le contrôle en boucle fermée des paramètres de processus, améliorant la stabilité de la qualité du produit.
5、Recherche et éducation
étude de laboratoire
Ecotoxicologie : étudier les effets des métaux lourds, des pesticides et d'autres polluants sur la demande d'oxygène dissous des organismes aquatiques.
Métabolisme microbien: Surveiller l'efficacité de la dégradation microbienne de la matière organique dans différentes conditions d'oxygène dissous et optimiser les processus de traitement biologique.
démonstration d'enseignement
Les majors en sciences de l'environnement et en aquaculture dans les universités utilisent des capteurs pour mener des expériences, démontrant visuellement la corrélation entre la température de l'oxygène dissous et de l'eau, la salinité et le débit.
En installant des membranes enzymatiques immobilisées, le capteur a été transformé en un analyseur de teneur en glucose pour l'enseignement de la biochimie.
avantage
Le logiciel de soutien prend en charge l'exportation de données et l'analyse de courbes, ce qui facilite l'écriture d'articles de recherche scientifique.
La conception modulaire facilite le démontage et l'apprentissage des principes des capteurs par les étudiants.
Autres applications émergentes
Smart City gestion de l'eau
En combinant des cartes SIG et une analyse de big data, construire une carte thermique de la distribution de l’oxygène dissous dans les corps d’eau urbains pour aider à la prise de décisions pour la rénovation du réseau de drainage ou les projets de restauration écologique.
Surveillance environnementale extrême
Déployer des capteurs résistants à la pression et à basse température dans les zones profondes, polaires et autres pour étudier la relation entre l'oxygène dissous et le changement climatique mondial.
Irrigation agricole
Surveillez l'oxygène dissous dans l'eau d'irrigation pour éviter le compactage du sol ou la pourrisse des racines des cultures causée par l'hypoxie (comme le maintien d'un certain niveau d'oxygène dissous dans les rizières).