Danske sensorteknologier

Transkript

1 Danske sensorteknologier Hans-Jørgen Albrechtsen Prof. ZENZOR 14 Eigtveds Pakhus, København 16. Januar 2014

2 Hvad er en sensor?

3 Hvad så om natten?

4 Hvad er en sensor?

5 Hvad vil vi måle? Specifik organisme Indikator organisme Mikroorganismer generelt Vandkvalitet Anomalier i vandkvalitet

6 AquaFingerPrint Døgnopsamler Colitest Realtidstolkning af vandkvalitetsmålinger Specifik organisme Indikator organisme Mikroorganismer generelt Vandkvalitet Anomalier i vandkvalitet DNA-fingerprint ColiBox Virtuelle, online, realtidsmodellering Zebra ATP

7

8 Sensor info event visualisering med WMview SRO/SCADA Sensor A Sensor B Sensor C algoritme Bo Bartelt Krüger A/S Visualisering af alle hændelser på ledningsnettet: Forbrugerklager Vandanalyser egenkontrol Måleværdier ud over det sædvanlige Arbejder og afvigelser på ledningsnettet

9 KAPTA 3000 In line multi sensor KAPTA 3000 : Klor, Tryk, Ledningsevne, Temperatur Polyamide ACS ; 280 x 50 mm ; 410 g ; IP68 Gevindhus til indføring i tryksikkert armatur på vandledning Kommunikation med MODBUS via RS232 batteri forsynet Bo Bartelt Krüger A/S

10 Målestation

11 AquaFingerPrint måleprincip Light emitter Filter Sample Stream Filter Spectrometer Discharge WWTP Bo Bartelt Krüger A/S 11

12 Basic technology overview of Zebra The Zebra sensor is based on optics and detects particles and classify these particles as bacteria or non-bacteria. The following parameters are extracted from the image recognition Concentration of Bacteria and Nonbacteria Amount of objects between 0.5um and 50um Size distribution from 0.5um to 50um. Eccentricity of the identified objects Classification Accuracy: ~90% Additional features Maximum concentration of 10^6-10^7 particles/ml. Maximum turbidity around 5-10 NTU and sample must be transparent Automated at-line technology based on batch sample technology Reagent less Measurement every 10min Needs a drain for discharge ~100l/day Dimension: 300 mm x 300 mm x 600 mm At line batch sampling

13 BactiLine - Principle Fluorogenic 4- methylumbelliferyl (MUF)- labelled enzyme substrate The enzyme substrate target a hydrolase-activity present in bacteria Analysis time typically 2 30 minutes depending on the application 2013 Mycometer A/S

14 BactiLine 2013 Mycometer A/S

15 ATP - Adenosine triphosphate Energy carrying molecule in all living cells A expression for cell activity ATP content of cell depends on type of strain and growth phase 1. Extraction of ATP (cell lysis by e.g. reagent, heat treatment) 2. Reaction with luciferin/luciferase (bioluminescence) 3. Light emission measurement by a photomultiplier

16 ATP sensor prototype - Promicol Continuous time-series of microbial activity in tap water: Tap water was continuously flowing into at glass container (laboratory) Sensor was set to sample tap water from glass container every 5 minutes Continuous ATP assay measurements: time-series of 2.5 to 5 hours RLU Total ATP (Dec. 5th) - primary axis Total ATP (Dec. 6th) - primary axis Total ATP (Nov. 15th) - secondary axis RLU :24 09:36 10:48 12:00 13:12 14:24 15:36 16:48 Time

17 Finansiering udvikling af ATP-måling Kludetæppe-modellen: Venture funding Eco Innovation - MIM Sensowaq DSF On-line monitering i Nordhavn Vand i Byer (FI) Aquavalens EU

18 Døgnopsamler Coli test Filtrering af delstrøm over 24 timer Ekstraktion af bakterier fra filter Analyse af bakterier timer Colilert

19 Princip Elektrokemiske elektroder modificeret med PNA prober ( peptide nucleic acids kunstig DNA) Hver elektrode til hver organisme der ønskes analyseret for Hurtig Projiceret analysetid: min afhængigt af ønsket prøvestørrelse (og dermed følsomhed) Automatiseret Produkt planlagt hands free og integreret med SRO system Specifik Baserer sig på bakteriernes arvemateriale Alsidig Kan måle på mange indikatorer samtidigt Simpelt at udvikle nye chips til at måle på andre indikatorer

20 Når forureningen opstår hvad så? DNA fra en forurenet drikkevandsprøve opkoncentreres eksempelvis på et filter DNAet fra filteret overføres til DNA kittet, hvor forskellige udvalgte arter eftersøges Findes den eftersøgte art i den forurenede drikkevandsprøve, fås et positiv signal med DNA analysen

21 Molekylært / DNA Specifik organisme Molekylært / DNA DNA-fingerprint Døgnopsamler Colitest Dyrkning Indikator organisme Dyrkning ColiBox Zebra Enzym Mikroorganismer generelt Fysisk / partikler AquaFingerPrint ATP Fysisk Vandkvalitet ATP Fysisk / kemisk Virtuelle, online, realtidsmodellering Fysisk / kemisk Realtidstolkning af vandkvalitetsmålinger Anomalier i vandkvalitet

22 Konklusion Mange forskellige koncepter og måleprincipper Mange forskellige parametre søges detekteret Fokus på detektions-delen sensordelen skal udvikles Mange projekter stadig på forskningsniveau Tak for lån af slides