橙色科技在极地：ifm助力南极科考站打造可持续水处理典范

南极洲可能是最不适合人类永久居住的地方之一。在这片环境条件极端恶劣的大陆，有厚达5000米的冰层，年平均气温为-55 C，还有长达近6个月的极夜。

这样荒凉而严酷的土地，有一项绿色革命正在悄然发生。伊丽莎白公主南极科考站（Princess Elisabeth Antarctica）不仅是科学研究的前沿阵地，更是零排放建筑的典范。在这里，ifm的两款产品展现了它们在极端环境下的卓越性能，为科考站的水管理和远程监控提供了强有力的技术支持。

电力与水源

科考站的生命线

科考站的电力完全依赖于风能和太阳能，而水源则来自于冰雪。在水资源管理方面，ifm的技术发挥了关键作用。为了实现水循环，必须在水回归自然前恢复其纯度，以减少对南极环境的影响。”

伊丽莎白公主南极科考站的工程师Nicolas Herinckx（左）和Aymar de Lichtervelde（右）站在新的水处理装置前：在最小的空间内实现可靠的高性能。

扩展的水处理装置

更高的回收率，更低的能耗

在南极洲，水资源极为珍贵，因此合理的水管理至关重要。每位科考人员的日常用水量约为50升，这个数字是欧洲家庭日均用水量的三分之一，这对科考站精细化水资源管理带来了巨大挑战。

随着科考站人数的增加，原有的水处理装置已无法满足需求。搭载了ifm产品的新型水处理装置在2023/24年南极夏季投入使用，显著提高了水资源的回收率，并且相较于传统的融雪方式，回收水所需的能源消耗减少了十倍。

新的水处理装置具备出色的处理能力，可以从55升的灰水和黑水中提取出54升超纯水。每天仅留下30克干污泥，其余的水分则会蒸发。这些干污泥会被收集，几年后出口到南非进行焚烧，进一步实现资源的循环利用。

Aymar de Lichtervelde正在检查两份水样：左边是系统入口处排放的废水（这里是黑水），右边是纯化水，可以重复使用或返回自然环境。

IO-Link技术

提升水处理装置的可靠性与维护效率

水处理装置的稳定性是确保系统正常运行的关键。在规划新装置时，科考站选择了ifm的IO-Link技术，以确保传感器的集成既坚固耐用又便于维护。

IO-Link作为一种高效的数字点对点通信系统，优化了传感器与主站之间的数据传输流程。与传统模拟布线相比，IO-Link允许现场兼容的主站分散收集传感器信号，并集中传输至现场总线。ifm的IO-Link主站显著降低了布线复杂性，传感器参数能够存储在主站中，使得传感器更换与维护变得简单快捷，甚至非技术人员也能轻松操作。

IO-Link主站从分散布置的传感器收集数据，并将其发送到控制器和IT层。主站通过菊花链连接，这进一步降低了布线的复杂性。

鉴于伊丽莎白公主南极科考站每年仅有四个月的科研窗口期，系统的可靠性至关重要。为此，科考站在比利时预先组装并测试了整套新装置，随后将其拆分为小部件以便于运输。IO-Link技术在此过程中发挥了关键作用，标准化的M12接口确保了现场布线能快速且准确地重新配置。

SM电磁流量计

优化狭小空间的水处理监测

新装置由两个冗余系统组成，集成了ifm的SM系列电磁流量计。该设备专为空间受限的环境设计，能精确记录瞬时流量、累积流量和介质温度，所有关键数据均在显示屏上清晰呈现。

SM系列电磁流量计可在狭小空间内测量流量、温度和总量概览。

传感器配备颜色变化功能，能够通过红/绿色指示灯即时显示数值是否处于预设的目标范围内，增强了监控的直观性。优化的测量管设计减少了压力损失，有效降低了泵的能耗。该款流量计无需额外的进水管和出水管，这一特性在空间受限的环境中显得尤为重要。

除了流量计，装置中还集成了阀门传感器和液位传感器，为水处理过程提供了全面的实时状态信息。装置的状态监控功能允许远程访问，将所有测量值和诊断数据传输至IT层。这不仅简化了科考站内的维护工作，即便是南极冬季期间，也能在千里之外远程监控装置状态，为下一个科考季的准备工作提供了便利。

通过采用ifm先进的自动化技术和IO-Link数据通信技术，无论是在科考站现场，还是远在13500公里之外的布鲁塞尔，都能实现对南极科考站水处理过程的精确控制和监控，在地表最极端的环境下，水处理系统依然能保持卓越性能并长期可靠运行。