预测未来的水质变化

随着气候变化和土地利用进一步影响和危害水生环境，水质变化的测量和监控正在变得越来越重要。都柏林城市大学 (DCU) 水文研究所正在研发一种全新的移动实验室技术，以预测未来的水质变化；在此过程中，该研究所向精密驱动装置和电机专业公司maxon寻求咨询和帮助。

这个项目由都柏林城市大学的Fiona Regan教授、博士生Joyce O’Grady和卡洛理工学院工程研究与企业中心 (engCORE) 主任Nigel Kent博士领导，并获得爱尔兰海洋研究所赞助，主要目标是研究分析优质淡水资源所在地点以及监测可能影响生态系统的任何变化。

像移动实验室一样的离心式微流控盘

这个团队研发出一种传感器，用于探测所选流域的低磷酸盐含量，从而进行实时监控。磷酸盐是用于衡量营养物质污染程度的一个指标，它会影响藻类和水生植物的生长速度。  为了混合以及测量水样和试剂液，Joyce和Nigel共同研发出一款离心式微流控盘——就像一个移动的实验室，在控盘上能进行六项测试。使用这种移动实验室可以降低污染的风险、更快获得结果并提供实时数据。 

在研发过程中，他们也获得来自maxon的专业支持：Kent联系了maxon爱尔兰的销售工程师Martin Leahy，后者为他们推荐了DCX 22 mm DC电机以及坚固的ENX 10 EASY三通道编码器，以实现所需的高精度和速度控制。此外，maxon还对电机轴长度进行了调整，因为需要一条更长一些并具有平整边缘的轴，用以安装离心盘。

更重要的一点是，电机必须达到5000-6000转/分钟以上的转速，才能将液体向盘外推出至少60秒的时间；另外，在测量阶段中，电机需要将离心盘按60°增角的方式划分，精确到1°。DC电机和编码器组成一个更广泛的集成式固件系统的一部分。必须完全集成这个系统以降低污染，并最大限度地减少与样品的接触。

Leahy还向这个团队推荐了maxon的 青年工程师计划 (YEP)。该计划主要针对在校学生以及初创公司，为各种使用电动驱动系统的创新项目提供支持。这里所说的支持不仅包括技术支持，还包括以优惠的价格购买maxon产品以及参加各种maxon渠道所提供的促销活动。

都柏林城市大学博士生Joyce O’Grady

“我曾以为价格会是一个障碍，但YEP计划扫清了我的所有顾虑，让我能轻松做出选择。其实maxon的产品一直都在我的愿望清单上。尤其是在订购量如此低的情况下，maxon还能提供广泛多样的定制可能性，实在是令人印象深刻。而且，来自Martin的建议对于我们的项目也有极高的价值”，Kent补充说，“我以前只考虑过将maxon产品应用在最终产品中，并没有考虑用在样机中。”

传感器目前已经过全面验证，使用完整设备进行的各项研究也正在其他地区进行着。研究团队目前已在一条河流上完成了一项研究，在其下游盆地中进行的另一项研究也即将结束。之后，研究团队会复制这套系统用于另外四项研究，整个项目预计在五年之后完成。

“工业4.0或物联网将在众多不同的行业找到用武之地。届时，Joyce正在研发的系统类型也会推广开来，在农业4.0领域中发挥至关重要的作用：自主式传感器可在现场实时反馈有关河流或湖泊的状态信息，无需人员看管。举例来说，用无人机进行智能喷洒避免过度用水，这样现代技术的自然互联性能够帮助防止水污染并保护我们的饮用水资源。在未来十年中，这将是行业的重点”，Kent最后总结说，他目前也是都柏林城市大学机械与制造工程学院的助理教授。

都柏林城市大学 (DCU) 是“Beyond 2020”的参与者，这是由六家来自爱尔兰和英国的研究所组成的研究团体，致力于研究用于监控自然水域的新技术，以了解水生生态系统在不断变化的全球环境中的作用。