Oqova suvda erigan kislorodni optik usulda o‘lchashning afzalliklari

kirishish uchun tashqi polyarizatsiya potensialini qo‘shimcha ravishda qo‘llash kerak, shundan so‘ng doimiy potensial sharoitda elektrolitda kislorod konsentratsiyasiga mutanosib bo‘lgan oqim o‘lchanadi. Katod va anod o‘rtasidagi barqaror potensial farq bir zumda o‘rnatilmaydi, buning uchun ma’lum vaqt “qutblanish vaqti” deb nomlanadigan miqdor sarflanadi. Sensor turiga qarab, qutblanish 2 soatgacha davom etishi mumkin. Agar batareykalar sensorni qutblangan holatda ushlab turish uchun ishlatilmasa, u holda sensor yoqilgandan so‘ng faqat polyarizatsiya tugagandan so‘ng ish rejimiga o‘tadi. Polyarografik o‘lchashga asoslangan Klark qurilmasi (1-rasm). Doimiy ishlatilinib kelinayotgan elektrokimyo-viy o‘lchash usullarining kamchiliklarini bartaraf etish uchun erigan kislorodni o‘lchash uchun yangi optik texnologiya ishlab chiqilgan. Erigan kislorodni o‘lchashning yangi optik usuli an’anaviy elektrokimyoviy o‘lchash usullariga xos bo‘lgan kamchiliklarni hisobga olgan. LDO deb nomlangan yangi prinsip lyuminessensiya hodisasiga asoslanadi. Lange LDO sensori ikkita asosiy komponentga ega. ▪ Shaffof substratga qo‘llaniladigan fosfor qatlami bilan datchik qopqog‘i. ▪ Sensor korpusi ko‘k va qizil LEDlar (yorug‘lik chiqaradigan diodlar), fotodiod va elektron signal konvertori (analizator) ish holatida qopqoq sensorga vidalanadi va suvga botiriladi. Ushbu hodisa ma’lum materiallarning (fosforlarning) isitish natijasida emas, balki boshqa turtki qo‘zg‘alishi natijasida nurlanish qobiliyati sifatida belgilanadi. LDO usuli qo‘zg‘alish manbayi sifatida yorug‘likdan foydalanadi. Tegishli materialni va yorug‘likning to‘lqin uzunligini tanlab, fosfor atrofidagi eritmada kislorod konsentratsiyasining lyuminestsent nurlanishining intensivligi va pasayish darajasiga erishish mumkin. O‘lchov paytida, ko‘k LED yorug‘lik pulsini chiqaradi, u shaffof substratdan o‘tadi va qisman fosfor qatlami tomonidan so‘riladi. Bu holda fosfor molekulalaridagi elektronlar yuqori energiya darajasiga (qo‘zg‘algan holatga) o‘tadi. Bir necha mikrosekund ichida elektronlar boshlang‘ich holatiga bir necha energiya oralig‘i orqali qaytadi va uzunroq to‘lqinli (qizil) nurlanish shaklida energiya farqini chiqaradi (2- 1-rasm. Klark qurilmasining tuzilishi: 1-platinali ishchi elektrod, 2- ishchi elektrodning izolyatsiyalangan qismi, 3-tenglashtiruvchi elektrod, 4-qurilma korpusi, 5-elektrolitlar uchun joy, 6membrana, 7-qayd qiluvchi membrana uchun halqa. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №1/2025 132 Машинасозлик ва энергетика rasm) [3]. Agar ayni vaqtda kislorod molekulalari fosfor bilan aloqa qilsa, ular elektron energiyasini qo‘zg‘algan holatda o‘zlashtiradilar va kvant nurini chiqarmasdan (nurlanishsiz o‘tish) asl holatiga qaytishga imkon yaratadilar. Kislorod konsentratsiyasining ko‘payishi bilan bu jarayon chiqariladigan “qizil” nurlanish (lyuminesensiya) intensivligining pasayishiga olib keladi. Kislorod molekulalar fosforning tebranishiga olib keladi, natijada elektronlar qo‘zg‘algandan barqaror holatiga tezroq o‘tishiga olib keladi. Shunday qilib, lyuminessensiya vaqti kamayadi. Kislorodning ikkala ta’sirini “lyuminessentning so‘nishi” atamasi bilan belgilangan hodisaga bog‘lash mumkin. Ularning ta’siri 3-rasmda ko‘k LED tomonidan yuborilgan yorug‘lik pulsi t = 0 fosfor qatlamiga tushadi, keyinchalik u qizil nurlanishni chiqaradi. Maksimal intensivlik (Imax) va qizil nurlanishning qaytish vaqti atrofdagi kislorod konsentratsiyasiga bog‘liq (qaytish vaqti qo‘zg‘alish boshlanishi va qizil nurlanish darajasining maksimal intensivligiga 1/egacha kamayishi o‘rtasidagi vaqt bilan belgilanadi). Kislorod konsentratsiyasini aniqlash uchun lyuminessesiyaning qaytish vaqti tahlil qilinadi. Shunday qilib, kislorod konsentratsiyasini aniq o‘lchashga erishiladi. O‘lchash qurilmasi doimiy ravishda unga o‘rnatilgan qizil LED tomonidan boshqariladi. Har bir o‘lchashdan oldin u ma'lum xususiyatlarga ega yorug‘lik nurini chiqaradi, u fosfordan aks etadi va optik tizimga kiradi. Shu sababli, o‘lchash tizimidagi har qanday o‘zgarishlarni kechiktirmasdan aniqlash va kompensatsiya qilish imkoniyati mavjud. O‘tkazilgan tadqiqot natijasida oqova suvda erigan kilorod konsentratsiyasini o‘lchash uchun hozirda keng qo‘llaniladigan elektrokimyoviy usul foydalanuvchilarga doimiy xizmat ko‘rsatishni talab qiladi. Membranani va elektrolitni tozalash, kalibrlash, almashtirish, anodni tozalash va ushbu harakatlarning barchasini hujjatlashtirish talabqilinadi. Faqatgina shu tarzda qurilmaning o‘lchashini ma’lum chegaralarda saqlanishi mumkin. Olingan o‘lchov natijalarining ishonchliligi ko‘p jihatdan ushbu ishlarning bajarilish sifatiga bog‘liq. Haqiqiy alternativ faqat yangi optik tahlil usulini ishlab chiqish bilan paydo bo‘ldi. Elektrokimyoviy usullar bilan taqqoslaganda, optik o‘lchashning aniqligii va uni qo‘llash nuqtayi nazaridan afzalliklari to‘g‘risida quyidagi xulosalarga kelindi [4]: • Optik usulda kislorod konsentratsiyasini o‘lchash vaqti kamayadi - bu jarayon, asosan minimal xatoga ega bo‘lgan jarayon. Qurilma qopqog‘idagi lyuminessent materiallarning yemrilishi yoki shikastlanishi, faqat tahlil qilingan namunadagi kislorod konsentratsiyasi bilan belgilanadigan uning qaytish vaqtiga emas, balki faqat chiqarilgan nurlanishning intensivligiga ta’sir qiladi. O‘lchashdan oldin, tizimning barcha optik qismlari avtomatik ravishda qizil rangli LED modeliga sozlanadi, bu foydalanuvchi tomonidan sensorni noto‘g‘ri kalibrlash imkoniyatini yo‘q qiladi; 2-rasm. Qizil va ko‘k svetodiodli optik o‘lchash qurilmasining tuzilishi. 3-rasm. Qizil va qo‘zg‘atuvchi ko‘k nurlanishlarning intensivligini egri chiziqlari. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №1/2025 133 Машиностроение и энергетика • Optik qurilmada elektrolitlar, elektrodlar va membranalar uning qopqog‘iga o‘rnatilgan kislorodga sezgir fosfor qatlami bilan almashtiriladi. Yiliga bir marta bu qopqoq shunchaki yangisiga o‘zgaradi. Membrana va elektrolitlar almashtirilmaydi; • Iflos oqova suvda sezgirligi past. Agar elektrokimyoviy hujayralarda membrananing ifloslanishi sodir bo‘lsa, bu kislorod molekulalarining tarqalishini cheklaydi va kam hisobot berishga olib keladi. Lyuminessans LDO o‘lchash usulida kislorod iste’moli sodir bo‘lmaydi. Sensordagi cho‘kmalardan kelib chiqqan ifloslanish qurulmaning natijani olish sifatini tushuradi; • Past kislorod konsentratsiyasiga yuqori sezuvchanlik. Sensorning sezgirligi (lyuminessansning parchalanish vaqtining o‘zgarishining konsentratsiyaning o‘zgarishiga nisbati kislorod konsentratsiyasining pasayishi bilan ortadi. Bu past konsentratsiyali diapazonda o‘lchashda juda yuqori aniqlikka erishish imkonini beradi; • Vodorod sulfidiga (H2S) qarshilik. Agar vodorod sulfidi gazi elektrokimyoviy hujayra membranasiga kirsa, u kumush anod bilan reaksiyaga kirishib, kumush sulfid qatlamini hosil qiladi, uni olib tashlash juda qiyin. Bu jarayon elektrokimyoviy sensorning doimiy shikastlanishiga olib keladi. LDO sensorida ishlatiladigan fosfor vodorod sulfidiga (shuningdek, boshqa kimyoviy birikmalarga) chidamli bo‘lib, bu qiyin sharoitlarda va agressiv muhitda ishlashga imkon beradi; Xulosa. Lyuminessans optik usuli erigan kislorodni tahlil qilishda butunlay yangi yo‘nalishni ifodalaydi, bu butun protsedurani vaqtning oddiy o‘zgarishiga kamaytirish imkonini beradi. Ushbu yondashuvning natijasi juda aniq o‘lchovlarni ta’minlaydigan va deyarli hech qanday texnik xizmat ko‘rsatishni talab qilmaydi. Bu sensorga qo‘yilgan talab foydalanuvchi yiliga bir marta sensor qopqog‘ini almashtirish va qopqog‘ yiliga bir, ikki martagacha tozalashdan iborat xolos