Prüfung von Sensoren für gelösten Sauerstoff in der Aquakultur mit Osmo-Systemen

The demand for sustainable seafood has never been greater, yet the aquaculture industry still faces significant challenges in optimizing water quality monitoring. Traditional sensor solutions remain expensive, complex, and difficult to deploy at scale. Osmo Systems, through their innovative Osmobot, is striving to improve aquaculture by providing a cost‑effective, user‑friendly, and continuous water quality monitoring system. However, achieving accurate dissolved oxygen measurements—a crucial factor in aquatic farming—required a breakthrough in calibration techniques, for dissolved oxygen sensor testing. The expertise of Alicat’s FusionFlow™ team came into play. FusionFlow engineers enabled a high‑precision, multi‑point calibration process by designing a custom gas mixing system tailored to Osmobot’s unique needs. This collaboration streamlined Osmobot’s research and development, bringing them closer to sustainable and scalable aquaculture solutions. The FusionFlow team played a pivotal role in helping Osmo Systems refine their Osmobot oxygen sensor, setting the stage for a new monitoring standard in the aquaculture industry.

Meeresfrüchte sind die einzige Quelle für tierisches Eiweiß, die der Mensch noch in großem Umfang jagt. Bestehende Lösungen zur Qualitätsüberwachung in der Aquakultur liefern nicht genügend Daten, um den Landwirten zu helfen, hochwertige Erträge zu erzielen. Die derzeit verwendeten Wasserqualitätssensoren sind diskrete Probenehmer, ihre Bedienung erfordert qualifizierte Arbeitskräfte und ist teuer. Das erste Ziel von Osmobot ist die Entwicklung einer kostengünstigen Lösung zur Qualitätsüberwachung, die einfach zu handhaben ist und kontinuierlich Daten liefert.

“The rate of regeneration of naturally occurring seafood is unable to keep up with the rising demand and threatens the health of oceans all over. Aquaculture is the answer to protect aquatic life in oceans worldwide. Unfortunately, the Aquaculture industry is not mature enough and lacks the right set of tools to take over the mammoth task of creating a sustainable source of seafood. Osmobot’s mission is to develop the right tools that enable Aquaculture to become sustainable and as efficient as possible.”   — Zach Stein, CEO – Osmo Systems

In Aquaculture, farmers need cost effective sensors to place them at multiple locations for real time continuous monitoring. Sensors available in the market today come at high costs due to high quality precision demanded in other industries. Osmobot’s immediate goal is to develop a cost effective Dissolved Oxygen sensor that can be embedded into their multi‑parameter sensor system. The current standards used to calibrate oxygen sensor are not good enough for what Osmobot needs.

“Most sensors today use a 2‑point—or less than 5‑point—technique to calibrate their sensors from standard models. We want to generate our own models by having the freedom to research with multi‑point calibrations easily.”   — Jacob Goldberg – Osmo Systems

Die Osmobot-Ingenieure erkannten schnell, dass die Verwendung von Gasflaschen mit vorgemischtem Gas unerschwinglich wäre. Sie beschlossen, ein dynamisches Gasmischsystem anzuschaffen, das Flexibilität und Kontrolle über die Gasmischungen bieten würde.

Osmobot hat viel Zeit und Energie auf die Suche nach Anbietern von Gasmischern verwendet, die das richtige System für das Unternehmen entwickeln konnten. Der F&E-Wissenschaftler von Osmobot sagt: "Alle Anbieter hatten gute Lösungen für die Gasmischung, aber sie waren teuer, reagierten langsam und hatten sehr lange Vorlaufzeiten. Osmobot hatte eine Reihe von spezifischen Anforderungen:

1. Ein modulares Gasmischsystem
2. Einfach zu bedienende Software, mit der Möglichkeit,:
   • Gas-Mix-Voreinstellungen haben
   • Zeitplan für die Interpolation zwischen mehreren Gasmischungsvoreinstellungen
   • Alle Datenparameter protokollieren
3. Ein kosteneffizientes System, das nur die Komponenten enthält, die sie benötigen
4. Hochpräzise und schnelle Massendurchflussregler, die mindestens eine Größenordnung genauer sind als die Spezifikation ihres Sensors
5. Technische Unterstützung bei der Konzeption des Systems und Unterstützung während und nach der Implementierung

Osmobot fand, dass alle ihre Bedürfnisse mit dem FusionFlow MXM-Gasmischsystem. Sie entwarfen ein System innerhalb von 2 Arbeitstagen, da sie die Kerntechnologie sehr gut beherrschten. Kurze Vorlaufzeiten und die kosteneffiziente Lösung gaben Osmobot das Vertrauen, ihren Gasmischungslieferanten innerhalb eines Tages nach Übermittlung des Angebots zu bestätigen.

"Joe Ancona (der Geschäftsführer von FusionFlow) war von Anfang an sehr transparent und hilfreich. Sein Wissen über Gasmischsysteme und seine informativen Beiträge gaben uns das Vertrauen, dass es gut sein würde, mit dem FusionFlow-Team zusammenzuarbeiten."

 

- Jacob Goldberg - Osmo Systeme

"Der Nutzen von FusionFlow ist unermesslich. Das FusionFlow-System hat es unserem Software-Team ermöglicht, unseren Kalibrierungsprozess vollständig zu automatisieren, was bedeutet, dass das, was früher ein ganzer Tag ständiger Arbeit war, jetzt mit einem Mausklick erledigt werden kann."

 

- Zach Stein, Geschäftsführer - Osmo Systems

Bei der Prüfung von Sauerstoffsensoren sind eine präzise Kontrolle des Sauerstoffgehalts im Wasser und die Möglichkeit, unterschiedliche Konzentrationen von gelöstem Sauerstoff (DO) zu prüfen, von entscheidender Bedeutung. Mit den Fortschritten der FusionFlow-Mischer konnten sie ihre F&E-Ziele beschleunigen. Osmobot war in der Lage, eigene physikalische Modelle zu entwickeln, indem es 100- und 1000-Punkt-Kalibrierungen durchführte, um das gesamte System zu charakterisieren, was über die Standardtechniken mit niedriger Auflösung hinausgeht.

Nach Abschluss der Entwicklung ihres Sensors möchte Osmobot ihr derzeitiges Gasmischsystem aufrüsten, um seine Fähigkeiten zu erweitern, und weitere FusionFlow-Systeme hinzufügen, um die Massenproduktion ihrer Sensoren zu starten.

Für viele Arten von Gasanalysesensoren ist die Entwicklung von eine dynamische und flexible Methode zum Mischen von Gasen ist ideal, um den Empfindlichkeitsbereich des Sensors zu ermitteln, aber auch um einen hochauflösenden Kalibrierungsprozess mit vielen Charakterisierungspunkten zu ermöglichen. Die Empfindlichkeit, Dynamik und Präzision des FusionFlow MXM machen dies möglich.