水是生命之源,人每一天都需要有足夠的飲水;因此,飲用水質(zhì)量對人體健康至關(guān)重要。但是自來水從水廠到普通住戶的出水端需要經(jīng)歷管線傳輸、水箱存儲和二次供水等多個環(huán)節(jié),其中可能會滲入有害物質(zhì)或者出現(xiàn)細(xì)菌滋生現(xiàn)象,難以家庭飲用水符合安全飲用標(biāo)準(zhǔn)。與此同時,雖然凈水機已經(jīng)逐步走進(jìn)千家萬戶,但現(xiàn)有凈水機的濾芯過濾效果全憑廠家宣傳,其產(chǎn)生的直飲水是否真正適合健康飲用標(biāo)準(zhǔn)也存在疑問。因此,實現(xiàn)方便快捷的水質(zhì)實時檢測一直是業(yè)界關(guān)注的熱點。
傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測技術(shù)主要是基于電化學(xué)分析或化學(xué)染色技術(shù),不僅需要專人維護(hù),而且存在廢液處理問題,本身就可能帶來污染。這樣的系統(tǒng)價格昂貴,無法直接安裝在飲水機等家用終端設(shè)備上。近年來,隨著高性能紫外感光芯片和深紫外LED光源的出現(xiàn),基于紫外吸收光譜方法的水質(zhì)在線檢測技術(shù)日益成熟。紫外吸收光譜方法是利用有機物對深紫外光存在特征吸收的原理,通過測量飲用水對深紫外光的吸光度來測算水中有害有機物的技術(shù)。該技術(shù)具有測量結(jié)果實時準(zhǔn)確、重復(fù)性好、無需維護(hù)和便于模塊化安裝等諸多優(yōu)點,非常適合應(yīng)用于終端水質(zhì)的在線監(jiān)測。
紫外光譜水質(zhì)在線檢測技術(shù)的實現(xiàn)主要依賴兩個核心元器件:深紫外LED光源和紫外光電傳感器。深紫外LED光源相對成熟,國內(nèi)外有已多家公司可以批量提供。相比之下,我國在高性能紫外光電傳感器領(lǐng)域長期受到國外公司的技術(shù)壟斷,在成本和供應(yīng)方面受到諸多限制。但是,這種缺乏高端傳感芯片的情況已經(jīng)逐漸發(fā)生改變。近年來,通過高強度技術(shù)攻關(guān),鎮(zhèn)江鎵芯光電科技有限公司(GaNo Optoelectronics Inc.,簡稱:鎵芯光電)在半導(dǎo)體紫外傳感芯片領(lǐng)域獲得了技術(shù)突破,成為國內(nèi)可以批量供應(yīng)高性能紫外傳感芯片的公司,其產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)控、火焰探測、紫外固化和紫外消毒設(shè)備的紫外輻照劑量監(jiān)控領(lǐng)域。鎵芯光電是由南京大學(xué)長江學(xué)者、留美歸國博士和南京大學(xué)團(tuán)隊共同創(chuàng)辦的一家高新技術(shù)企業(yè),除了自主研發(fā)和生產(chǎn)紫外傳感芯片與應(yīng)用模塊產(chǎn)品外,還提供與紫外傳感相關(guān)的技術(shù)咨詢與服務(wù)。目前,鎵芯光電已為國內(nèi)多家凈水器廠家批量供應(yīng)高性能低成本的紫外傳感器,為紫外光譜水質(zhì)實時檢測技術(shù)的大規(guī)模推廣奠定了基礎(chǔ)。
中國的凈水器年銷量約為1500萬臺,且隨著人們健康意識的增強,凈水機市場呈現(xiàn)爆炸性增長。目前,主要凈水機廠家,如:AO史密斯、飛利浦、3M、Brita、小米、美的、九陽、碧水源、安吉爾、海爾等眾多凈水器廠家都在密切關(guān)注在線水質(zhì)檢測技術(shù)的進(jìn)展,尋求產(chǎn)品的異化和應(yīng)用體驗的提升。隨著鎵芯光電的紫外傳感芯片的推廣,紫外光譜水質(zhì)檢測技術(shù)的核心元器件門檻已經(jīng)不復(fù)存在。可以預(yù)計,低成本實時水質(zhì)檢測技術(shù)也必將隨之進(jìn)入千家萬戶,為人們的飲水健康提供保障。
此外,除了飲用水水質(zhì)檢測外,紫外光譜水質(zhì)檢測技術(shù)還可以用于城市管網(wǎng)中污水、河水和地下水的水質(zhì)實時監(jiān)測,配合多點布控、無線傳輸和大數(shù)據(jù)分析技術(shù),可以實時監(jiān)控整個城市或區(qū)域的水質(zhì)分布狀況,為根除非法排污、水質(zhì)惡化預(yù)警和后期環(huán)境治理提供更先進(jìn)和快捷的布控手段,其市場前景同樣廣闊。