-Background and importance of problems

The pH level is one of the most important parameters to monitor and control in water management.  Be it the environment, agriculture, or aquatic farming, water management is inevitable. pH is one of the common parameter to monitor.  There are many kinds of pH sensors/indicators in the market.

The most common and cheapest form of pH indicator is litmus paper.  The litmus paper can give a rough estimate of pH level and simple to use manually, however very much depending on users’ sight quality and can be subjective.

The glass electrode is a more accurate way of measuring pH level electronically, however slow and not durable due to its brittle glass component in addition to difficulty in maintenance and not suitable for use in the food industries.

 The third type is a pH sensor made of Ion Sensitive Field Effect Transistor (ISFET).  This type is very accurate and faster than the glass electrode type.  There is no glass part required, hence very sturdy, easy to clean and maintain, however expensive.

          In order to have an electronic water monitoring system, only the glass electrode type or ISFET can be used for constant monitoring because they can send electronic signal to a computer.  However, because of the rugged nature of ISFET, the sensor is very attractive for water monitoring system.  In addition, TMEC is equipped with facilities for developing ISFET.   Hence there is a good opportunity to develop ISFETs and commercialize them for a big and wide range of customers such as aquatic farming (Thailand is one of the biggest shrimp exporters), drain management in industries, irrigation management, miniaturized analytical systems, for examples.

Fig 4. Replacing the litmus paper with the glass electrode or ISFET enabling the communication with computer system.

วัตถุ ประสงค์ของโครงการ

 To develop an industrial prototype of automatic water monitoring system with ISFET as the first sensor to be incorporated into the system

บท คัดย่อ

(ไทย) ระดับความเป็นกรด-ด่าง หรือค่า pH เป็นหนึ่งในค่าพื้นฐานที่ใช้ตรวจวัดและควบคุมคุณภาพน้ำ ไม่ว่าจะเป็น แหล่งน้ำธรรมชาติ น้ำเสียจากอุตสาหกรรม แหล่งน้ำเพื่อการเกษตร น้ำในการเลี้ยงเพาะพันธุ์สัตว์น้ำ ศูนย์เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ หรือทีเมค มีความสามารถในการสร้าง เซ็นเซอร์ที่วัดค่าทางกายภาพและเคมี ต่างๆ ที่สำคัญ หนึ่งในเซ็นเซอร์เหล่านั้นนั้นเรียกว่า Ion Sensitive Field Effect Transistor หรือเรียกย่อว่า “ISFET” ISFET นี้เป็น เซ็นเซอร์ ที่พัฒนาจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จึงสามารถควบคุมและเก็บข้อมูลผ่านทางสมองกลอัจฉริยะและระบบคอมพิวเตอร์ได้ ฉะนั้นประโยชน์ที่จะได้รับนั้นมีนานัปการ เช่นการแสดงผลการวัดค่า pH ตามสถานีวัดคุณภาพน้ำ จากที่ใดๆ ณ เวลาใดๆ หรือที่เรียกกันว่า “on-demand” นั่นเอง โดยดูผลผ่านหน้า internet หรือ smart phone ทีเมคมีความตั้งใจที่จะสร้างระบบวัดน้ำและแสดงแผนที่คุณภาพน้ำแบบอัตโนมัติ บน Google Earth โดย มีค่า pH เป็นหนึ่งในตัวนำร่องในการวัดค่าคุณภาพน้ำ และสร้างระบบพื้นฐานนี้เพื่อรองรับเซ็นเซอร์ที่สำคัญอื่นๆ ทั้งที่มีการทำต้นแบบในทีเมค และใน สวทช เช่น อุณหภูมิ ความขุ่น ค่าการละลายของออกซิเจนในน้ำ (DO) ค่าไนเตรท ค่าไนไตรท์ ค่าแอมโมเนีย ค่าโลหะหนัก ต่างๆ เราได้มีการสำรวจความต้องการของส่วนงานที่เกี่ยวข้องกับการดูแลน้ำเสียโรง งาน ผู้ประกอบกิจการและผู้เกี่ยวข้องกับการเลี้ยงกุ้ง นักวิจัยทางด้านสัตว์น้ำ โดยทุกๆ ส่วนต่างเห็นว่าระบบ นี้จะมีประโยชน์เป็นอย่างยิ่งในการทำงาน ทั้งนี้ทีเมคได้วิเคราะห์การตลาดและเห็นโอกาสทางธุรกิจที่จะสร้างระบบที่ตรง กับความต้องการในแต่ละอุตสาหกรรมที่กล่าวมา โดยมีข้อได้เปรียบในการมี technology การผลิตเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์เพียงแห่งเดียวในประเทศ ด้วยราคาที่ต่ำกว่าในตลาดถึง 5 เท่า บวกกับนวัตกรรมที่จะทำให้การใช้งานสะดวก โดยอาศัยระบบสมองกลอัจฉริยะ เทคโนโลยี wireless และ internet .ให้ตรงกับความต้องการของตลาดในอุตสาหกรรมต่างๆ ที่กล่าวมา

ระยะ เวลาดำเนินโครงการ : 1 มีนาคม พ.ศ.2554 ถึง 31 สิงหาคม พ.ศ.2554

คณะผู้ วิจัย
หัวหน้าโครงการ :     นายวุฒินันท์ เจียมศักดิ์ศิริ
ผู้ร่วมวิจัย :     นางสาวศุภนิจ พรธีระภัทร, นายรพีพงศ์ โชครุ่งอิสรานุกูล, นายวรพันธุ์ ไชยศรีรัตนากูล, นายวิน บรรจงปรุ, นายอวิรุทธิ์ ศรีสุวรรณ์, นายธวัชชัย คำศรี