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

Die Nachfrage nach nachhaltigen Meeresfrüchten war noch nie so groß wie heute, doch die Aquakulturindustrie steht bei der Optimierung der Wasserqualitätsüberwachung noch immer vor großen Herausforderungen. Herkömmliche Sensorlösungen sind nach wie vor teuer, komplex und schwer in großem Maßstab einzusetzen. Osmo Systems ist mit seinem innovativen Osmobot bestrebt, die Aquakultur zu verbessern, indem es ein kostengünstiges, benutzerfreundliches und kontinuierliches System zur Überwachung der Wasserqualität anbietet.

Um jedoch genaue Messungen des gelösten Sauerstoffs - ein entscheidender Faktor in der Aquakultur - zu erzielen, war ein Durchbruch bei den Kalibrierungstechniken für die Prüfung von Sensoren für gelösten Sauerstoff erforderlich. Hier kam die Expertise des FusionFlow™-Teams von Alicat ins Spiel. Die FusionFlow-Ingenieure ermöglichten einen hochpräzisen Mehrpunkt-Kalibrierungsprozess, indem sie ein kundenspezifisches Gasmischsystem entwarfen, das auf die besonderen Anforderungen von Osmobot zugeschnitten war. Diese Zusammenarbeit rationalisierte die Forschung und Entwicklung von Osmobot und brachte das Unternehmen einer nachhaltigen und skalierbaren Aquakulturlösung näher.

Das FusionFlow-Team spielte eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung des Osmobot-Sauerstoffsensors von Osmo Systems und schuf damit die Voraussetzungen für einen neuen Überwachungsstandard in der Aquakulturindustrie.

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.

"Die Regenerationsrate von natürlich vorkommenden Meeresfrüchten kann mit der steigenden Nachfrage nicht Schritt halten und bedroht die Gesundheit der Ozeane überall. Die Aquakultur ist die Antwort auf die Frage, wie man das Leben in den Meeren weltweit schützen kann. Leider ist die Aquakulturindustrie noch nicht ausgereift genug und verfügt nicht über das richtige Instrumentarium, um die Mammutaufgabe der Schaffung einer nachhaltigen Quelle für Meeresfrüchte zu übernehmen. Osmobot hat es sich zur Aufgabe gemacht, die richtigen Werkzeuge zu entwickeln, die es der Aquakultur ermöglichen, nachhaltig und so effizient wie möglich zu werden."

 

- Zach Stein, Geschäftsführer - Osmo Systems

In der Aquakultur benötigen die Landwirte kosteneffiziente Sensoren, um sie an mehreren Stellen für eine kontinuierliche Überwachung in Echtzeit anzubringen. Die heute auf dem Markt erhältlichen Sensoren sind aufgrund der in anderen Branchen geforderten hohen Qualitätspräzision mit hohen Kosten verbunden. Das unmittelbare Ziel von Osmobot ist es, einen kostengünstigen Sensor für gelösten Sauerstoff zu entwickeln, der in ein Multiparameter-Sensorsystem integriert werden kann.

Die derzeitigen Standards zur Kalibrierung des Sauerstoffsensors sind nicht gut genug für die Anforderungen von Osmobot.

"Die meisten Sensoren verwenden heute eine 2-Punkt- oder weniger als 5-Punkt-Technik, um ihre Sensoren anhand von Standardmodellen zu kalibrieren. Wir wollen unsere eigenen Modelle generieren, indem wir die Freiheit haben, mit Mehrpunkt-Kalibrierungen einfach zu forschen."

 

- Jacob Goldberg - Osmo Systeme

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 stellte fest, dass das FusionFlow-Team mit seinem ersten Vorschlag alle seine Anforderungen erfüllte. Aufgrund ihrer guten Kenntnisse der Kerntechnologie entwarfen sie innerhalb von 2 Werktagen ein System. 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.