Characterizing Contamination in Water Using Q-Sensing Technique and Utilizing the Full Scattering Profile

הרקע לפרויקט:

בתעשיית איכות המים קיים צורך מובהק בזיהוי מזהמים במים. בפרט, יש צורך לדעת את סוג המזהם ואת ריכוזו באופן מוחלט. לצורך כך יש לנטר את השינויים בתכונות האופטיות של הדוגמה: פיזור ובליעה, אך בשיטות הקיימות היום קשה להפריד ביניהם. בעבר גילינו כי יש נקודת המכיילת פיזור ועל כן מיטבית למדידות בהן דרושה הפרדה בין הבליעה לפיזור. תופעה זו אומתה במדמי רקמה גליליים בקטרים המדמים אצבע, ועבור זיהוי מתכות כבדות בריכוזים נמוכים. כעת נרצה לשלב את שיטת ה-Q-sensing שמנצלת את קיטוב האור ומפרידה בין פיזור שטחי לפיזור עמוק על מנת לזהות מזהמים במים.

מטרת הפרויקט:

הוכחת שיפור יכולות הזיהוי של המערכת האופטית עבור מדידות של מזהמים במים.

תכולת הפרויקט:

בפרויקט הסטודנטים ימדדו מים מזוהמים בריכוזים משתנים של חלקיק לכל מיליון ppm בכלי זכוכית גלילי ובאורכי גל שונים. לאחר מכן יתחילו את העבודה העיקרית של שיפור המערכת האופטית למדידת פרופיל הפיזור בעזרת אמצעים וכלים אופטיים מגוונים. הסטודנטים יוכיחו כי שיפרו את יכולות הזיהוי של המערכת בכך שמדדו את המזהמים בריכוזים נמוכים יותר של חלקיק לכל מיליארד חלקיקים PPB.

קורסי קדם:

מבוא לאופטיקה, שדות אלקטרומגנטיים, גלאים, מעבדה באופטיקה.

מקורות:

1. Duadi, H.; Feder, I.; Fixler, D., Linear dependency of full scattering profile isobaric point on tissue diameter. Journal of biomedical optics 2014, 19 (2), 026007.
2. Duadi, H.; Feder, I.; Fixler, D., Influence of detector size and positioning on near-infrared measurements and ISO-pathlength point of turbid materials. Frontiers in Physics 2021, 9, 43.
3. Feder, I.; Duadi, H.; Fixler, D., Single wavelength measurements of absorption coefficients based on iso-pathlength point. Biomedical optics express 2020, 11 (10), 5760-5771.
4. Feder, I.; Duadi, H.; Fridman, M.; Dreifuss, T.; Fixler, D., Experimentally testing the role of blood vessels in the full scattering profile: solid phantom measurements. Journal of Biomedical Photonics & Engineering 2016, 2 (4).
5. Feder, I.; Wróbel, M.; Duadi, H.; Jędrzejewska-Szczerska, M.; Fixler, D., Experimental results of full scattering profile from finger tissue-like phantom. Biomedical optics express 2016, 7 (11), 4695-4701.
6. Organization, W. H., Guidelines for drinking-water quality: incorporating the first and second addenda. World Health Organization: 2022.
7. Zulkifli, S. N.; Rahim, H. A.; Lau, W.-J., Detection of contaminants in water supply: A review on state-of-the-art monitoring technologies and their applications. Sensors and Actuators B: Chemical 2018, 255, 2657-2689.