周明杰、林宏聲、柯呈達、陳思瑜、陳志仁、莊俊德 / 工研院智慧感測與系統科技中心
本文介紹以「雙效異質整合封裝」搭配抗菌材料之複合式設計，完成長效型光學式溶氧(DO)感測器，除了可抑制傳統半海水場域之生物膜附著失效問題，並導入新的抑制技術抵禦海水場域常遇到之藤壺、管蟲等實體附著生物危害，維持感測頭不被遮蔽，確保量測穩定。目前已成功於15個以上之養殖場域驗證長效性，包含於高雄彌陀區成功監測凌晨低氧事件，協助漁民及時啟動應變、搶救漁貨；另在彰化芳苑、高雄愛河灣等海水場域，在低維護週期下完成數月穩定監控，成功驗證抑制藤壺、管蟲類附著成效。目前感測器保守估計之長效天數已超越10 天以上，邁向2週∼1個月長效，並以少量出貨給設備商進行布建，將持續以產品化為目標，滿足高密度養殖的實務需求。
【內文精選】
感測器規格與養殖場域驗證結果
2. 養殖場域長效驗證
將工研長效DO與目前養殖業水質感測設備廠商主流使用之市售進口感測器綁在一起後，投入台南七股石斑魚養殖池內，經過10天以上測試，並透過德國WTW手持式光學溶氧感測儀器，以週期性點測方式，作為現場溶氧標準依據，其中長效性之定義為線上讀值與手持式點測結果，若兩者偏離誤差超過20%即為失效，而此時之實驗天數則為長效性天數。長效比對實驗結果如圖三所示，可發現市售DO於第3天即偏差超過20%，第6天溶氧值更降為0 mg/L，已為無法感測溶氧之故障狀態。而工研長效DO至第10天仍維持於20%誤差範圍內，確認長效性超過10天，優於市售感測器。此外，實際觀察溶氧膜表面的生物膜滋生情形，可發現市售感測器已被生物膜充分覆蓋，而工研長效感測器的溶氧膜仍可保持乾淨，生物膜無法孳生，可持續正確感測，確認長效DO可同時兼顧準確性與長效性，如圖四所示。
圖四、七股場域感測器探頭抑菌效果比對
5. 海水場域抗藤壺、管蟲類案例
針對海水場域之藤壺、管蟲類抑制效果，分別在高雄愛河灣、彰化芳苑等場域完成驗證，圖八為愛河灣中正橋之感測點，一個月無維護的外觀已被嚴重附著，但工研DO之溶氧膜表面仍可有效抑制生物膜、藤壺類附著，相較之下市售DO則已被覆蓋失效---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖八、高雄海水場域藤壺、管蟲類嚴重附著之抑制效果比對
★本文節錄自《工業材料雜誌》468期，更多資料請見下方附檔。