|
عنوان
|
حسگر فیبر نوری دو پارامتری برای تشخیص همزمان فلزات سنگین و pH در آب
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژهها
|
حسگر فیبر نوری، فلزات سنگین، حساسیت نوری، غلظت یون هیدروژن
|
|
چکیده
|
رشد مداوم فعالیت های صنعتی، کشاورزی و شهری، انتشار آلاینده ها به آب ها را تشدید کرده و منجر به نگرانی های شدید زیست محیطی و بهداشت عمومی شده است. در میان این آلاینده ها، فلزات سنگین و سطوح غیرطبیعی pH به دلیل سمیت، پایداری و توانایی آنها در ایجاد اختلال در اکوسیستم های طبیعی، به ویژه حیاتی هستند. فلزات سنگین مانند سرب، جیوه و کادمیوم می توانند در موجودات زنده تجمع یافته و باعث اختلالات عصبی، کلیوی و رشدی شوند، در حالی که نوسانات pH می تواند بر زندگی آبزیان تأثیر بگذارد، واکنش های شیمیایی در آب را تغییر دهد و خوردگی در خطوط لوله را تسریع کند. بنابراین، نظارت بر این پارامترها با دقت بالا برای اطمینان از ایمنی آب، حفاظت از اکوسیستم ها و رعایت مقررات زیست محیطی ضروری است.
روش های مرسوم نظارت بر کیفیت آب، اگرچه حساس هستند، اما اغلب شامل ابزار دقیق پیچیده، رویه های پرزحمت و نتایج با تأخیر هستند که نظارت در زمان واقعی و مداوم را چالش برانگیز می کند. در مقابل، حسگرهای فیبر نوری مزایای متعددی از جمله اندازه جمع و جور، مصونیت در برابر تداخل الکترومغناطیسی، قابلیت سنجش از راه دور و حساسیت بالا به تغییرات در ضریب شکست یا جذب را ارائه می دهند. در میان فیبرهای نوری، فیبرهای کریستال فوتونی (PCFs) یک پلتفرم بسیار امیدوارکننده ارائه می دهند، زیرا هندسه ریزساختار آنها امکان کنترل دقیق بر انتشار نور را فراهم می کند و عملکرد انتخابی سوراخ های هوای خاص را تسهیل می کند. این قابلیت، تشخیص همزمان چندین پارامتر کیفیت آب را در یک فیبر واحد امکان پذیر می سازد، ویژگی ای که برای نظارت سریع و درجا بسیار مطلوب است.
اهمیت این تحقیق در پرداختن به نیاز حیاتی به یک سیستم حسگر واحد، فشرده و کارآمد است که قادر به تشخیص همزمان غلظت فلزات سنگین و تغییرات pH باشد. توسعه چنین حسگری نه تنها هزینه و پیچیدگی مرتبط با استفاده از چندین ابزار را کاهش می دهد، بلکه با به حداقل رساندن خطاهای جابجایی نمونه و اندازه گیری، قابلیت اطمینان اندازه گیری را نیز افزایش می دهد. علاوه بر این، مطالعه مبتنی بر شبیه سازی پیشنهادی در COMSOL Multiphysics یک چارچوب نظری برای بهینه سازی هندسه فیبر، مواد عملکردی و تعامل نوری ارائه می دهد و راه را برای اجرای تجربی هموار می کند. در نهایت، این تحقیق به پیشرفت نظارت بر کیفیت آب چند پارام
|
|
پژوهشگران
|
ابوبکر ابراهیم مشویح مشویح (دانشجو)، رسول عالی پور کوسالار (استاد راهنمای اول)، محمد عطازاده (استاد مشاور)
|