Cảm biến hòa tan oxy huỳnh quangViệc đạt được các phép đo chính xác chủ yếu dựa vào nguyên tắc làm việc đặc biệt và một loạt các tính năng thiết kế. Dưới đây là các yếu tố quan trọng để đạt được phép đo chính xác:
I. Nguyên tắc làm việc
Cảm biến huỳnh quang hòa tan oxy hoạt động dựa trên nguyên tắc dập tắt huỳnh quang. Khi một bước sóng ánh sáng cụ thể, chẳng hạn như ánh sáng xanh, chiếu vào vật liệu huỳnh quang bên trong cảm biến, vật liệu huỳnh quang bị kích thích và phát ra ánh sáng đỏ. Vì các phân tử oxy có thể mang năng lượng đi (hiệu ứng dập tắt đột ngột), thời gian và cường độ của ánh sáng đỏ kích thích tỷ lệ nghịch với nồng độ của các phân tử oxy. Các cảm biến tính toán nồng độ của các phân tử oxy bằng cách đo sự khác biệt về pha của ánh sáng đỏ kích thích so với ánh sáng tham chiếu và tương phản với các giá trị đánh dấu bên trong.
II. Đặc điểm thiết kế
1. Chất huỳnh quang chất lượng cao: Cảm biến sử dụng chất huỳnh quang chất lượng cao, chẳng hạn như lớp phủ huỳnh quang có chứa các phân tử đánh dấu nhạy cảm oxy, nhạy cảm và ổn định với các phân tử oxy, có thể đảm bảo độ chính xác của phép đo.
2. Hệ thống quang học chính xác: Cảm biến được trang bị hệ thống quang học chính xác bao gồm nguồn sáng LED, photodiode và các thành phần khác để phát và nhận tín hiệu huỳnh quang. Độ chính xác và ổn định cao của các thành phần này giúp đảm bảo độ tin cậy của phép đo.
3. Chức năng bù nhiệt độ: cảm biến được xây dựng trong máy phát nhiệt độ với chức năng bù nhiệt độ tự động. Trong các điều kiện nhiệt độ nước khác nhau, cảm biến có thể tự động điều chỉnh các thông số đo để giảm lỗi đo và cải thiện độ chính xác đo.
4. Giao diện giao tiếp thông minh: cảm biến được trang bị giao diện giao tiếp RS485 và sử dụng giao thức giao tiếp ModBus-RTU, có thể dễ dàng kết nối với máy tính để theo dõi và giao tiếp. Điều này cho phép giám sát và quản lý dữ liệu cảm biến từ xa, tăng mức độ tự động hóa và thông minh hóa các phép đo.
III. Phương pháp hiệu chuẩn
Để đảm bảoCảm biến hòa tan oxy huỳnh quangĐo lường chính xác, định kỳ tiến hành điều chỉnh là không thể thiếu. Các phương pháp hiệu chuẩn phổ biến bao gồm hiệu chuẩn điểm không, hiệu chuẩn điểm đầy đủ, hiệu chuẩn một điểm và hiệu chuẩn đa điểm.
1. Hiệu chuẩn điểm không: Đặt cảm biến vào môi trường không oxy, chẳng hạn như nước khử ion được đun sôi và làm mát kín hoặc dung dịch sau khi oxy hòa tan trong nước được loại bỏ bằng chất khử oxy hóa học. Sau khi đọc cảm biến ổn định, hãy đặt giá trị đầu ra của nó về 0.
2. Hiệu chuẩn điểm đầy đủ: Đặt cảm biến trong nước không khí bão hòa để hiệu chuẩn. Thông thường, ở một nhiệt độ nhất định và áp suất khí quyển tiêu chuẩn, nước tinh khiết được sục khí đầy đủ để oxy hòa tan trong nước đạt đến trạng thái bão hòa. Nhúng cảm biến vào nước không khí bão hòa và sau khi đọc ổn định, giá trị đầu ra của cảm biến được điều chỉnh thành giá trị nồng độ oxy hòa tan của nước không khí bão hòa ở nhiệt độ này.
3. Hiệu chuẩn điểm đơn: Chọn một dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ oxy hòa tan đã biết (nồng độ của dung dịch này tốt nhất là gần với các phép đo phổ biến khi cảm biến thực sự được sử dụng), đặt cảm biến vào dung dịch tiêu chuẩn, sau khi đọc ổn định, giá trị đầu ra của cảm biến được điều chỉnh thành giá trị nồng độ oxy hòa tan của dung dịch tiêu chuẩn. Phương pháp này tương đối đơn giản để hoạt động, nhưng độ chính xác hiệu chuẩn có thể kém hơn so với phương pháp hiệu chuẩn hai điểm.
4. Hiệu chuẩn đa điểm: Chọn một số dung dịch tiêu chuẩn với nồng độ oxy hòa tan khác nhau (phạm vi nồng độ phải bao gồm phạm vi đo của cảm biến), đặt cảm biến vào các dung dịch tiêu chuẩn khác nhau theo thứ tự và ghi lại giá trị đầu ra của cảm biến sau khi đọc ổn định. Đường cong hiệu chuẩn sau đó được thiết lập bằng phần mềm hoặc tính toán thủ công để cải thiện độ chính xác của cảm biến trong toàn bộ phạm vi đo.
Cảm biến huỳnh quang hòa tan oxy cho phép đo chính xác thông qua nguyên tắc làm việc đặc biệt của nó, đặc điểm thiết kế chất lượng cao và phương pháp hiệu chuẩn chính xác. Những đặc tính này làm cho cảm biến huỳnh quang hòa tan oxy đóng một vai trò quan trọng trong bảo vệ môi trường, nuôi trồng thủy sản, công nghệ sinh học và các lĩnh vực khác.