Cảm Biến Đo Oxy Hòa Tan

Oxy hòa tan là một trong những thông số quan trọng nhất trong các quy trình xử lý nước, thực phẩm – đồ uống, dược phẩm, năng lượng và sinh học. Cảm biến đo oxy hòa tan của Endress+Hauser giúp kiểm soát hiệu quả quá trình sục khí, lên men và chất lượng nước, đảm bảo quy trình ổn định và tiết kiệm năng lượng.

Với hơn 35 năm kinh nghiệm, Endress+Hauser cung cấp danh mục cảm biến đo oxy hòa tan đa dạng, phù hợp cho mọi điều kiện vận hành – từ nước tinh khiết, nước thải đến các ứng dụng trong môi trường nguy hiểm hoặc yêu cầu chuẩn vệ sinh cao.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo Oxy hòa tan

1. Phương pháp điện hóa (Amperometric principle)

Cảm biến đo oxy hòa tan hoạt động dựa trên nguyên lý điện hóa, gồm điện cực làm việc (working electrode) và điện cực đối (counter electrode) được bao quanh bởi dung dịch điện phân và bảo vệ bằng màng bán thấm.

Khi một điện áp một chiều (DC voltage) được áp giữa hai điện cực, phân tử oxy trong dung dịch khuếch tán qua màng và tham gia phản ứng khử tại điện cực làm việc, tạo ra dòng điện tỷ lệ thuận với lượng oxy có trong môi trường. Điện cực đối đóng vai trò duy trì cân bằng phản ứng oxy hóa – khử để hệ thống hoạt động ổn định.

Cường độ dòng điện thu được tỉ lệ trực tiếp với áp suất riêng phần của oxy, từ đó bộ chuyển đổi tín hiệu Liquiline transmitter sẽ tính toán và hiển thị nồng độ oxy hòa tan (DO) theo đơn vị mg/L hoặc ppm.

Ưu điểm của phương pháp điện hóa:

• • Công nghệ đã được kiểm chứng.
  • Độ chính xác cao và ổn định dài hạn.
  • Thích hợp cho nhiều dải đo và điều kiện môi trường khác nhau.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo Oxy hòa tan theo phương pháp điện hóa

2. Phương pháp quang học (Fluorescence quenching principle)

Cảm biến đo oxy hòa tan theo nguyên lý quang học hoạt động dựa trên hiện tượng huỳnh quang (fluorescence quenching). Cấu tạo cảm biến bao gồm nguồn sáng LED, bộ thu quang (photodiode) và lớp màng bán thấm oxy đóng vai trò tiếp xúc với môi trường đo.

Lớp màng này chứa các phân tử đánh dấu (marker molecules) – khi được chiếu sáng bởi ánh sáng màu cam hoặc xanh lục từ LED, chúng sẽ phát ra ánh sáng huỳnh quang màu đỏ. Các phân tử oxy hòa tan trong môi trường sẽ khuếch tán qua màng và gắn vào các phân tử đánh dấu, làm giảm cường độ và thời gian phát sáng huỳnh quang.

Bộ thu quang (photodiode) ghi nhận sự thay đổi này và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Cường độ và độ trễ của ánh sáng huỳnh quang tỷ lệ với áp suất riêng phần của oxy trong môi trường. Từ đó, bộ chuyển đổi tín hiệu Liquiline transmitter tính toán và hiển thị giá trị oxy hòa tan (DO) dưới các đơn vị mg/L, ppm hoặc % bão hòa.

Trong các ứng dụng có nhiệt độ cao hoặc chu kỳ vệ sinh – tiệt trùng (CIP/SIP), cảm biến quang học được trang bị LED tham chiếu (reference LED) để bù trừ sự lão hóa của LED đo, đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy lâu dài.

Ưu điểm của phương pháp quang học:

• • Hệ thống đo hoàn toàn quang học, không cần dung dịch điện phân
  • Thời gian phản hồi nhanh, độ tin cậy cao.
  • Ít yêu cầu bảo trì, không cần thay màng điện cực định kỳ.
  • Ổn định tín hiệu và tăng tuổi thọ thiết bị trong các ứng dụng khắt khe.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo Oxy hòa tan theo phương pháp quang học

Ưu điểm của cảm biến đo Oxy hòa tan Endress+Hauser

✅ Phù hợp với mọi ứng dụng và điều kiện quy trình.

✅  Lựa chọn công nghệ đo linh hoạt (điện hóa hoặc quang học).

✅  Thiết kế nhỏ gọn, dễ lắp đặt ở ống, bể, hay hệ thống đường ống CIP/SIP.

✅  Được tích hợp với Công nghệ Memosens – Liquiline – giao diện thân thiện, dễ vận hành và bảo trì.

✅  Sản phẩm đạt chất lượng cao, được kiểm tra và chứng nhận nghiêm ngặt trước khi xuất xưởng.

Ứng dụng của cảm biến đo Oxy hòa tan Endress+Hauser

Cảm biến đo oxy hòa tan của Endress+Hauser được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp:

• • Xử lý nước & nước thải: Kiểm soát sục khí trong bể bùn hoạt tính, giám sát oxy dư.
  • Thực phẩm & đồ uống: Kiểm soát quá trình lên men, đảm bảo hương vị và màu sắc ổn định.
  • Dược phẩm & công nghệ sinh học: Đảm bảo điều kiện oxy tối ưu cho nuôi cấy tế bào.
  • Năng lượng: Giám sát oxy trong nước cấp lò hơi, tránh ăn mòn đường ống

Việc đo và giám sát oxy hòa tan chính xác là yếu tố cốt lõi để kiểm soát quy trình và chất lượng sản phẩm. Tùy thuộc vào ứng dụng và điều kiện vận hành, người dùng có thể lựa chọn giữa phương pháp quang học (ít bảo trì, ổn định lâu dài) và phương pháp điện hóa (phản hồi nhanh, phù hợp DO thấp). Với danh mục cảm biến đa dạng và công nghệ Memosens tiên tiến, Endress+Hauser mang đến giải pháp đo DO hiệu quả, đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí vận hành cho mọi ngành công nghiệp.

Các dòng cảm biến đo Oxy hòa tan của Endress+Hauser

Hình ảnh cảm biến đo Oxy hòa tan