Разработка модели флуоресцентного датчика для детекции ионов тяжелых металлов в жидкостях

Проект для студентов направления:

• Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Описание проекта

Проект включает в себя разработку системы оптического анализа мутности воды с возможностью электронного управления водопроводной запорной арматурой или отправкой сигнала, для ручного управления шаровыми кранами. Оптическая система основана на лазерном источнике излучения и фоточувствительном элементе, оснащенном узкополосным фильтром. Длина волны лазера, и характеристики фильтра подобранны в соответствии со спектром поглощения интересующей примеси. Оценка поглощательной способности производится микроконтроллером на основании сигнала, полученного с фотоприемника.

Проблема, которая должна быть решена в проекте

Качество водопроводной воды сильно зависит от состояния и степени изношенности инженерных конструкций, а также от аварий на участках водопровода. Это требует качественного и постоянного контроля химического состава воды, при использовании ее в бытовых целях и для приготовления пищи. Обработка ультрафиолетом или хлорирование воды может частично решить задачу, убив бактерии и простейших, однако для очистки ее от химических веществ, например ионов и оксидов тяжелых металлов (Fe2O3), эти методы не подходят. Использование фильтрационных систем многоступенчатой очистки позволяет решить и эту задачу, однако такие системы требуют регулярной замены очищающих фильтров, и снижают напор воды. Из-за этого во многих домохозяйствах отказываются от фильтрации воды, и предпочитают закупку бутилированной воды для целей приготовления пищи и использование нефильтрованной в бытовых целях. При этом сильно минерализованная вода может выводить из строя бытовые приборы, например нагревательные элементы стиральных машин, бойлеров и т.д. Создание резервного канала, в обход фильтрационной системы позволяет снизить нагрузку на фильтры и повысить напор, однако снижает степень очистки. Разработка датчика чистоты водопроводной воды, который позволит оценивать концентрацию примесей в воде, и в зависимости от нее направлять поток через фильтрационную систему или в обход ее, позволит улучшить качество потребления горячей воды и снизить бюджет домохозяйств (за счет снижения частоты замены фильтров и отказа от покупной воды). Использование оптических систем в потоке воды позволит не вносить сопротивления, замедляя тем самым поток.

Этапы проекта и ход реализации

Результаты, достигнутые в проекте