预测未来水质的变化

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随着气候变化和土地利用的影响继续损害水生环境，测量和监测水质变化变得越来越重要。当都柏林城市大学 (DCU) 水研究所正在开发其新的移动实验室技术以帮助预测未来水质的变化时，它向精密驱动和电机专家 maxon 寻求帮助。

该项目由 Fiona Regan 教授、DCU 博士生 Joyce O'Grady 和时任卡洛理工学院工程研究与企业中心 (engCORE) 主任 Nigel Kent 博士领导。该项目由爱尔兰海洋研究所赞助，涉及研究质量良好的淡水地点，并监测可能影响生态系统的任何变化。

该团队开发了一种传感器，用于检测选定流域中的低磷酸盐水平，以进行实时监测。磷酸盐是衡量养分污染和控制藻类和水生植物生产速度的指标。为了混合和测量水样和试剂流体，O'Grady 和 Kent 开发了一种离心式微流体盘，其作用类似于移动实验室，每个盘可进行六次测试。使用移动实验室的能力降低了污染风险，提供了更快的结果周转时间并生成实时数据。

当他们需要支持开发磁盘时，Kent 联系了 maxon 在爱尔兰的销售工程师 Martin Leahy，他指定了 DCX 22 mm 直流电机和坚固的 ENX 10 EASY 3 通道编码器，以实现必要的高精度和速度控制。此外，还对轴长度进行了修改，因为需要更长的轴和平坦的边缘来安装磁盘。

至关重要的是，电机可以以高于 5,000 到 6,000 rpm 的速度旋转，以将流体向磁盘外部驱动至少 60 秒，并且在测量阶段，以低于 1 度的精度将磁盘分度为 60 度增量。直流电机和编码器构成了更广泛的集成固件系统的一部分。该系统需要与最少的样品处理完全集成以减少污染。

Leahy 还向团队介绍了 maxon's 青年工程师计划（YEP）.该计划针对学生和初创公司，支持电力驱动系统的创新项目。它提供技术支持、折扣价的 maxon 产品和 maxon 渠道的促销机会。

“我原以为定价会是一个障碍，但 YEP 让我不费吹灰之力，因为 maxon 产品一直都在我的愿望清单上。可用的定制水平，特别是在如此低的数量下，令人印象深刻，Martin 的建议对该项目非常宝贵，”Kent 补充道。 “我以前只考虑过最终应用中的 maxon 产品，而不是原型设计。”

该传感器现已得到充分验证，并且正在使用完整设备在其他领域继续进行研究。一项关于利菲河的研究已经完成，另一项研究将在较低的集水区进行。该系统将被复制用于另外四项研究，以在其第五年完成该项目。

“工业 4.0 正在进入许多不同的行业。乔伊斯正在开发的那种系统将会很普遍；您可以忽略并获得有关河流或湖泊状况的实时反馈的自主传感器将在农业 4.0 等领域发挥巨大作用。例如，技术的相互关联性，使用无人机进行更智能的喷洒，减少了径流，这有助于防止水污染并保护我们的饮用水资源。这将是未来十年的行业焦点，”现任 DCU 机械与制造工程学院助理教授 Kent 总结道。

都柏林城市大学 (DCU) 是 Beyond 2020 的一部分，该研究集群由六个爱尔兰和英国研究所组成，研究监测环境水域的新技术，以了解水生生态系统在不断变化的全球环境中的作用。

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