© Evertiq
Komponenty |
System sensoryczny do wykrywania niebezpiecznych ścieków
Naukowcy z Fraunhofer opracowali gotowe rozwiązanie, pozwalające na wykrywanie szkodliwych i niebezpiecznych ścieków oraz źródeł ich pochodzenia. Dzięki temu możliwe będzie wykrycie przestępców, którzy takowe odpady wprowadzają w obieg. Wkrótce ruszą testy w rzeczywistych warunkach.
Nowy system czujników opracowany przez naukowców z Fraunhofer i ich partnerów, może pomóc agencjom środowiskowym i bezpieczeństwa w zidentyfikowaniu przestępców, którzy potajemnie odprowadzają niebezpieczne odpady (ścieki) do kanalizacji, aby uniknąć kosztów ich poprawnego usuwania.
Ogólnie rzecz biorąc, agencje bezpieczeństwa nie mają obecnie możliwości wykrycia tego rodzaju przestępstw przeciwko środowisku na szeroką skalę. Te nielegalne ścieki stanowią poważne wyzwanie dla oczyszczalni ścieków i mogą nieść poważniejsze skutki, związane z ich poprawnym funkcjonowaniem.
Nowatorski system czujników opracowany przez naukowców z Instytutu Fraunhofera wraz z ich partnerami, składa się z dwóch elementów: czujników fizycznych i czujnika chemicznego. Całościowe rozwiązanie to również dedykowany pod-system zarządzania energią, system kontroli i komunikacji oraz system pobierania próbek.
Jeśli skażone ścieki pojawią się w oczyszczalniach ścieków, agencje bezpieczeństwa mogą zbadać system kanalizacyjny w wybranych punktach. Wykonując kolejno wiele pomiarów, stopniowo się zawężać obszar, w którym niebezpieczne substancje się pojawiły, by ostatecznie wyłonić źródło problemu, a tym samym sprawcę.
Aby wykonać pomiary, robot umieszcza trzy pierścienie w rurze ściekowej. Pierwszy pierścień jest umieszczony bezpośrednio przed wlotem podejrzanej firmy, a drugi bezpośrednio za nim. Oba pierścienie są wyposażone w czujniki do pomiaru różnych parametrów, takich jak temperatura, pH i przewodność wody. Dwa pierścienie komunikują się ze sobą bezprzewodowo i porównują dane pomiarowe ze swoich czujników.
Różne pomiary mogą wynikać z odprowadzenia niebezpiecznych ścieków z danego budynku. Trzeci pierścień, który jest zamontowany nieco dalej w kanale ściekowym, jest wyposażony w czujnik chemiczny i system pobierania próbek.
Unikalną cechą tego systemu jest to, że warstwy polimerowe będące esencją działa czujnika chemicznego zawierają różne szczeliny, z których każda ma określony, dedykowany rozmiar, aby wykryć pewne konkretne zanieczyszczenia. Kiedy te zanieczyszczenia wiążą się z warstwą polimeru, zmienia się ich pojemność elektryczna, więc gdy elektrody wyczują taką zmianę, sugeruje to, że ścieki zawierają pewne zanieczyszczenia.
© Fraunhofer
Nie można tego jednak wykorzystać jako dowodu przed sądem, dlatego system pobiera również małą próbkę ścieków, którą można następnie dokładnie przetestować ręcznie w laboratorium. Badacze Fraunhofer IIS opracowali elektronikę, akwizycję i ocenę sygnału modułu czujnika oraz zasilanie systemu. Ich koledzy z Fraunhofer IZM byli odpowiedzialni za system komunikacyjny (BUS) oraz projekt styków wodoodpornych.
Komponenty zostały przetestowane indywidualnie w laboratoriach partnerów projektu, a następnie wszystkie razem w sztucznym systemie ścieków z prawdziwymi ściekami. W trzecim etapie przetestowano różne elementy w prawdziwej rurze kanalizacyjnej, co dało obiecujące wyniki. Naukowcy Fraunhofer IZM chcą teraz przeprowadzić test na dużą skalę, w pięciu miastach europejskich.
Jeśli skażone ścieki pojawią się w oczyszczalniach ścieków, agencje bezpieczeństwa mogą zbadać system kanalizacyjny w wybranych punktach. Wykonując kolejno wiele pomiarów, stopniowo się zawężać obszar, w którym niebezpieczne substancje się pojawiły, by ostatecznie wyłonić źródło problemu, a tym samym sprawcę.
Aby wykonać pomiary, robot umieszcza trzy pierścienie w rurze ściekowej. Pierwszy pierścień jest umieszczony bezpośrednio przed wlotem podejrzanej firmy, a drugi bezpośrednio za nim. Oba pierścienie są wyposażone w czujniki do pomiaru różnych parametrów, takich jak temperatura, pH i przewodność wody. Dwa pierścienie komunikują się ze sobą bezprzewodowo i porównują dane pomiarowe ze swoich czujników.
Różne pomiary mogą wynikać z odprowadzenia niebezpiecznych ścieków z danego budynku. Trzeci pierścień, który jest zamontowany nieco dalej w kanale ściekowym, jest wyposażony w czujnik chemiczny i system pobierania próbek.
Unikalną cechą tego systemu jest to, że warstwy polimerowe będące esencją działa czujnika chemicznego zawierają różne szczeliny, z których każda ma określony, dedykowany rozmiar, aby wykryć pewne konkretne zanieczyszczenia. Kiedy te zanieczyszczenia wiążą się z warstwą polimeru, zmienia się ich pojemność elektryczna, więc gdy elektrody wyczują taką zmianę, sugeruje to, że ścieki zawierają pewne zanieczyszczenia.
© Fraunhofer
Nie można tego jednak wykorzystać jako dowodu przed sądem, dlatego system pobiera również małą próbkę ścieków, którą można następnie dokładnie przetestować ręcznie w laboratorium. Badacze Fraunhofer IIS opracowali elektronikę, akwizycję i ocenę sygnału modułu czujnika oraz zasilanie systemu. Ich koledzy z Fraunhofer IZM byli odpowiedzialni za system komunikacyjny (BUS) oraz projekt styków wodoodpornych.
Komponenty zostały przetestowane indywidualnie w laboratoriach partnerów projektu, a następnie wszystkie razem w sztucznym systemie ścieków z prawdziwymi ściekami. W trzecim etapie przetestowano różne elementy w prawdziwej rurze kanalizacyjnej, co dało obiecujące wyniki. Naukowcy Fraunhofer IZM chcą teraz przeprowadzić test na dużą skalę, w pięciu miastach europejskich.