គោលការណ៍នៃការវាស់វែងអុបទិក - រលាយ - អុកស៊ីហ្សែន

ឥរិយាបទនៃឧស្ម័នដែលរលាយក្នុងអង្គធាតុរាវ គឺជាផ្នែកមួយដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ និងទូលំទូលាយនៃការសិក្សា ហើយវាដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការអនុវត្តពីការស្រាវជ្រាវឱសថរហូតដល់ការផលិតភេសជ្ជៈ។នៅក្នុងវិន័យនៃវិស្វកម្មគីមី ពេលវេលាជាច្រើនត្រូវបានចំណាយក្នុងអំឡុងពេលវគ្គសិក្សាវិស្វកម្មដំណើរការដោយផ្តោតលើច្បាប់ និងទំនាក់ទំនងដែលគ្រប់គ្រងឥរិយាបថនៃប្រព័ន្ធរាវ/ឧស្ម័ននៅក្នុងលក្ខខណ្ឌបរិស្ថានដែលមានការប្រែប្រួលខ្លាំង។នៅក្នុងព័ត៌មានជំនួយបច្ចេកទេសនេះ យើងពិភាក្សាអំពីរបៀបដែលច្បាប់របស់ Henry ទាក់ទងនឹងប្រតិបត្តិការនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអុកស៊ីហ្សែនអុបទិក Ocean Insight ។

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអុកស៊ីសែនអុបទិក Ocean Insight

ប្រព័ន្ធ NeoFox Oxygen Sensor រកឃើញសម្ពាធផ្នែកនៃអុកស៊ីសែននៅក្នុងបរិស្ថាន ហើយធ្វើដូច្នេះតាមរយៈវិធីសាស្ត្រផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល fluorescence ។ថ្នាំជ្រលក់ពិសេសមួយត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងម៉ាទ្រីស sol-gel នៃខ្សែភាពយន្តស្តើង ហើយស្រោបលើចុងនៃការស៊ើបអង្កេតជាតិសរសៃអុបទិក ឬបំណះបិទភ្ជាប់ដោយខ្លួនឯង ហើយអំពូល LED ពណ៌ខៀវត្រូវបានប្រើដើម្បីជំរុញពន្លឺនៃសារធាតុជ្រលក់ (រូបភាពទី 1) ។

៨

ទិដ្ឋភាពនៃ fluorescence នេះត្រូវបានត្រួតពិនិត្យដោយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ហើយមានឥរិយាបទជាមុខងារនៃសម្ពាធផ្នែកអុកស៊ីសែន និងសីតុណ្ហភាព។ដោយសារប្រព័ន្ធឆ្លើយតបទាំងស្រុងទៅនឹងសម្ពាធផ្នែកនៃអុកស៊ីសែន ប៉ារ៉ាម៉ែត្រជាច្រើនត្រូវតែដឹងអំពីប្រព័ន្ធនៅពេលបំប្លែងទៅជាឯកតាអុកស៊ីហ្សែនរលាយ។

លោក William Henry បានបង្កើតច្បាប់សំខាន់មួយនៅឆ្នាំ 1803 ដែលចែងថា “នៅសីតុណ្ហភាពថេរ បរិមាណនៃឧស្ម័នដែលបានផ្តល់ឱ្យដែលរលាយក្នុងប្រភេទ និងបរិមាណនៃអង្គធាតុរាវគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងសម្ពាធផ្នែកនៃឧស្ម័ននៅក្នុងលំនឹងជាមួយអង្គធាតុរាវនោះ។ ”

ជាមូលដ្ឋាន នេះបញ្ជាក់ថាសម្ពាធផ្នែកនៃឧស្ម័ននៅក្នុងប្រព័ន្ធឧស្ម័ន/រាវពីរដំណាក់កាលនឹងស្មើគ្នាក្នុងកម្រិតដូចគ្នាក្នុងដំណាក់កាលនីមួយៗ ដែលជាគំនិតវិចារណញាណ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឯកតាអុកស៊ីហ៊្សែនរលាយត្រូវបានរាយការណ៍ជាញឹកញាប់ក្នុង mg/L (ឬ ppm) - តម្លៃដែលនឹងផ្លាស់ប្តូរដោយផ្អែកលើប្រភេទនៃអង្គធាតុរាវ និងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វាដូចជាអំបិល ទោះបីជាមានសម្ពាធផ្នែកដូចគ្នាក៏ដោយ។តើនេះអាចទៅជាយ៉ាងណា?នេះ​មិន​មែន​ជា​វិចារណញាណ​ទេ ហើយ​តម្រូវ​ឱ្យ​មាន​គណិត​វិទ្យា​ឆ្លាត​វៃ​មួយ​ចំនួន​ដើម្បី​ធ្វើ​ការ​បំប្លែង​ត្រឹមត្រូវ។

ក្បួនដោះស្រាយការបំប្លែងការយល់ដឹងអំពីអុកស៊ីសែន

ការវាស់ស្ទង់អុកស៊ីហ៊្សែនរលាយក្នុងទឹកប្រៃគឺជាឧទាហរណ៍ដ៏ល្អមួយដើម្បីបង្ហាញពីច្បាប់របស់ Henry ព្រោះវាជាកម្មវិធីទូទៅដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការបញ្ចេញជាតិប្រៃផ្សេងៗគ្នា។នៅសីតុណ្ហភាព 20 អង្សាសេ ទឹកសមុទ្រនឹងមានលំនឹងក្នុងខ្យល់ (20.9% អុកស៊ីសែន) ដល់ 7.2 mg/L ខណៈពេលដែលទឹកសាបសុទ្ធនឹងស្មើនឹង 9.1 mg/L ខ្ពស់ជាងបន្តិច។ដោយគ្មានអំបិលមានវត្តមាន វាមានសក្តានុពលកាន់តែច្រើនសម្រាប់ការផ្ទុកឧស្ម័នទៅក្នុងដំណាក់កាលរាវ។ ប៉ុន្តែសម្ពាធផ្នែកទាំងពីរគឺដូចគ្នាបេះបិទ ស្មើនឹង 0.209 atm អុកស៊ីសែន (នៅសម្ពាធសរុប 1 atm)។ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអុកស៊ីហ្សែន Ocean Insight នឹងមិនអាចបែងចែកភាពខុសគ្នារវាងដំណោះស្រាយទាំងពីរនេះទេ ការរាយការណ៍ត្រឹមត្រូវនៃតម្លៃក្នុង mg/L នឹងទាមទារចំណេះដឹងអំពីអំបិល និងសីតុណ្ហភាពរបស់ដំណោះស្រាយនីមួយៗ។យើងអាចបង្ហាញរឿងនេះបានដោយមើលលើកំហាប់អុកស៊ីសែនផ្សេងៗដែលពពុះតាមរយៈទឹកសមុទ្រដែលពនលាយខុសៗគ្នា និងមើលពីរបៀបដែលការស៊ើបអង្កេតអុកស៊ីសែន NeoFox ឆ្លើយតប។

៩
គ្រោងនៅក្នុងរូបភាពទី 2 បង្ហាញពីជួរនៃតម្លៃអុកស៊ីហ្សែនពីទាបទៅខ្ពស់ mg/L ដែលអាចធ្វើទៅបាននៅទូទាំងជួរនៃការរំលាយនេះ។នៅពេលដែលការប្រមូលផ្តុំបង្កើនទំនាក់ទំនងកាន់តែគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ការបំប្លែងពីដំណាក់កាលឧស្ម័ននៃសម្ពាធផ្នែកអុកស៊ីសែនទៅដំណាក់កាល liq-uid mg/L (ppm) ត្រូវបានគណនានៅក្នុងកម្មវិធីបង្កប់ NeoFox តាមរយៈទំនាក់ទំនងនេះ៖
៩
១០

បើកធៀបនឹងប្រព័ន្ធបិទ

ប្រព័ន្ធឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអុកស៊ីសែន NeoFox ប្រើម៉ាទ្រីសក្រិតតាមខ្នាតពហុចំណុចនៅទូទាំងជួរនៃសម្ពាធផ្នែកអុកស៊ីសែន និងសីតុណ្ហភាព។ប្រព័ន្ធប្រើម៉ាទ្រីសនេះដើម្បីកែតម្រូវសម្រាប់ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងប្រព័ន្ធ។
នៅក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ននេះគឺត្រឹមត្រូវនិងសូម្បីតែចាំបាច់សម្រាប់ការវាស់វែងត្រឹមត្រូវ;ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពកើនឡើង 10 °C ហើយសម្ពាធផ្នែកអុកស៊ីសែននៅដដែលនោះ ប្រព័ន្ធនឹងជួបប្រទះនឹងការធ្លាក់ចុះនៃតម្លៃ tau (អាយុកាលរបស់ហ្វ្លុយអូរីស) ប៉ុន្តែនឹងរកឃើញសីតុណ្ហភាពដីសណ្តរ ហើយនៅតែបញ្ចេញតម្លៃសម្ពាធផ្នែកអុកស៊ីសែនដដែល។

ប្រសិនបើម៉ាទ្រីសក្រិតតាមខ្នាតពហុចំណុចត្រូវបានប្រើក្នុងដំណាក់កាលរាវនៅក្នុងប្រព័ន្ធបើកចំហ មួយដែលមិនមានលំនឹងជាមួយបរិយាកាសដំណាក់កាលឧស្ម័នជុំវិញវា នេះក៏នឹងមានសុពលភាពផងដែរចាប់តាំងពីការបំប្លែងសម្ពាធផ្នែកនឹងត្រូវធ្វើឡើងដូចនៅក្នុង ដំណាក់កាលឧស្ម័ន។ដូចគ្នានេះផងដែរ ការបំប្លែងឯកតាអុកស៊ីហ៊្សែនរលាយជាបន្តបន្ទាប់នឹងកែតម្រូវដោយផ្អែកលើសីតុណ្ហភាព ដោយសារអុកស៊ីសែន mg/L អាចផ្លាស់ប្តូរដោយសេរីជាមួយនឹងដំណាក់កាលឧស្ម័នខាងលើ។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទជិត អ្វីៗមិនមានភាពត្រង់នោះទេ។ប្រសិនបើអ្នកមានទឹក 1 លីវដែលបិទជិតយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះជាមួយនឹងកម្រិតអុកស៊ីហ្សែនមួយចំនួនមិនជិតឆ្អែត (ឧបមាថា 2 mg/L) ហើយដោយគ្មានឧស្ម័ននៅក្នុងកប៉ាល់ទាល់តែសោះ ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពនឹងបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរមិនពិតនៅក្នុងឯកតាអុកស៊ីហ្សែនរលាយដែលបានរាយការណ៍។ .នៅក្នុងប្រព័ន្ធបើកចំហរបស់យើង នៅពេលដែលការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព អង្គធាតុរាវគឺអាចផ្លាស់ប្តូរអុកស៊ីសែនជាមួយបរិស្ថានបានដោយសេរី ហើយការបំប្លែងគណិតវិទ្យាបានរាប់បញ្ចូលក្នុងការផ្លាស់ប្តូរនេះក្នុង mg/L ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទរបស់យើង — ដែលមិនអាចធ្វើអន្តរកម្មជាមួយបរិស្ថាន — ការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពក៏នឹងបង្កឱ្យមានការបំប្លែងគណិតវិទ្យាដើម្បីរាយការណ៍ពីការផ្លាស់ប្តូរក្នុង mg/L ទោះបីជាយើងដឹងថាយើងនៅតែមានអុកស៊ីសែន 2 mg នៅក្នុងនាវា 1 L របស់យើងក៏ដោយ។ .ការជួសជុលដ៏ងាយស្រួលបំផុតនៅក្នុងសេណារីយ៉ូនេះគឺមិនអនុញ្ញាតឱ្យការបំប្លែងបន្ទាប់បន្សំ (សម្ពាធផ្នែកទៅ mg/L) ដើម្បីគិតគូរពីការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព ហើយផ្ទុយទៅវិញអនុញ្ញាតឱ្យការបំប្លែងដំបូង (tau ទៅសម្ពាធដោយផ្នែក) ដើម្បីទូទាត់សងសម្រាប់សីតុណ្ហភាព។ វិធីសាស្រ្តនេះ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សន្មតថាអ្នកប្រើប្រាស់ដឹងពីតម្លៃពិតនៃអុកស៊ីសែននៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទនៅសីតុណ្ហភាពដំបូងមួយចំនួន។ចូលទៅក្នុងប្រភេទនៃការបំប្លែងប្រព័ន្ធបិទជិតនេះដោយមិនមានការត្រឹមត្រូវ។

ចំណុចដំបូងធ្វើឱ្យមានការលំបាកខ្លាំងណាស់ ប្រសិនបើមិនអាចគណនាបាន។

១១

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
Ocean Insight កំពុងបន្តកែលម្អរបៀបដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអុកស៊ីសែនរបស់យើងដំណើរការ និងរាយការណ៍ទិន្នន័យទៅកាន់អ្នកប្រើប្រាស់ ដូច្នេះតម្លៃមានសុពលភាព និងត្រឹមត្រូវតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។

ធនធានមានប្រយោជន៍
• ការស្ទាបស្ទង់ភូមិសាស្ត្រអាមេរិកបានរំលាយតារាងនៃការរលាយអុកស៊ីសែន។
• តារាងស្ទង់ភូមិសាស្ត្រអាមេរិកនៃតម្លៃតិត្ថិភាពអុកស៊ីសែនរលាយ។


ពេលវេលាប្រកាស៖ ថ្ងៃទី ២៦ ខែមីនា ឆ្នាំ ២០២២