Antecedents del desenvolupament del producte
Els grans cossos d'aigua del món — oceans i llacs per igual — es troben davant de graus diversos de contaminació. Això és degut, en gran part, al fet que els éssers humans han sobreestimat la capacitat d'autopurificació d'aquests immensos sistemes aquàtics, cosa que ha portat a vessaments il·legals motivats per una falsa sensació de seguretat. En els últims anys, les crisis típiques de contaminació de l'aigua han tingut lloc amb freqüència a tots els continents principals.
Austràlia – Gran Barrera de Corall: Les enquestes ambientals del 2025 van revelar una eutrofització severa. S’hi van detectar nivells crítics de sals nutrients com el nitrogen i el fòsfor, provocant esdeveniments repetits de blanqueig de coralls i irrupcions d’estrelles de mar. Les comunitats de coralls del fons marí han patit danys extensos.
Nigèria – Delta del riu Níger: La contaminació per petroli i metalls pesats ha provocat la desaparició massiva de manglars. La pesca nacional ha col·lapsat gairebé del tot i les taxes de càncer entre els residents locals han augmentat significativament.
Europa – Mar Bàltic: La contaminació per nitrogen i fòsfor provoca floracions massives d’algues gairebé cada any, afectant greument la indústria pesquera. Tanmateix, les emissions d’aigües residuals procedents de les ciutats circumdants segueixen sense control.
A la Xina, grans masses d’aigua com el llac Dianchi, el llac Tai i el llac Hong han patit totes elles floracions d’algues causades per la eutrofització. El mar de la Xina Meridional i el mar de la Xina Oriental també han sofert una contaminació severa deguda a les emissions d’aigües residuals i vessaments de petroli, provocant pèrdues econòmiques impossibles de quantificar per a la pesca, els ecosistemes i el turisme.
En resposta a la creixent demanda de monitoratge de grans masses d'aigua, JIDE ha desenvolupat un sistema de sensors en línia multifuncional específicament dissenyat per a oceans i llacs. Atès les limitacions tecnològiques actuals, paràmetres com el fòsfor total i el nitrogen total segueixen sent difícils de mesurar directament amb sensors. Per tant, en oceans oberts i al centre de grans llacs, el sistema es desplega en estacions flotants grans.
Pot mesurar paràmetres clau com ara:
• Temperatura
• pH
• ORP (potencial d'oxidació-reducció)
• Conductivitat/TDS
• Oxigen dissolt
• Turbidesa/SS
• Clorofil·la
• Alga blau-verd
• Ió potassi (K⁺)
• Ió amoni (NH₄⁺)
• Ió nitrats (NO₃⁻)
• Ió clorur (Cl⁻)
• Ió fluorur (F⁻)
Aquestes mesures permeten la supervisió en temps real i la detecció precoç de nivells excessius de nutrients, eutrofització, florescències algals i disminució dels nivells d’oxigen.
JDMPA - 6S – Configuració més alta
El model JDMPA - 6S és la configuració més alta de la sèrie. La unitat principal pot allotjar fins a set sensors. Els sensors funcionen segons principis de detecció electroquímica, òptica i física per mesurar els seus paràmetres respectius.
Tots els ports de sensor de la unitat principal utilitzen una interfície universal. Els sensors es poden instal·lar en qualsevol port, i la unitat principal reconeix automàticament el tipus de sensor. La unitat principal JDMPA-6S pot llegir les dades del sensor, configurar els paràmetres del sensor i realitzar operacions de calibració. Segons la configuració de l’usuari, pot emmagatzemar les dades localment, transmetre-les a una plataforma d’adquisició de dades o enviar-les directament a un ordinador o a un telèfon mòbil. La comunicació de dades admet tant la transmissió per cable com la transmissió sense fil per Bluetooth.
Principis de mesura de cada paràmetre
1. Profunditat
JIDE utilitza un sensor de pressió —un element sensor piezoresistiu aïllat per una membrana corrugada d’acer inoxidable— per mesurar la profunditat de l’aigua. Un costat del sensor està exposat a l’aigua, mentre que l’altre costat està exposat al buit per mesurar la pressió. La profunditat es calcula restant la pressió atmosfèrica a la pressió de l’aigua.
Els factors que afecten la mesura de la profunditat inclouen la pressió baromètrica, la densitat de l'aigua i la temperatura. Realitzar una calibració de "zero" a l'aire proporciona una referència respecte a la pressió atmosfèrica local.
2. Conductivitat
JIDE utilitza quatre elèctrodes de grafit per mesurar la conductivitat d'una solució. Dos elèctrodes mesuren el corrent i els altres dos mesuren la tensió; la conductivitat es calcula a partir d'aquestes mesures. El valor de conductivitat obtingut es multiplica per una constant de cel·la (en 1/cm) per convertir-lo en conductivitat en mil·lisimens per centímetre (mS/cm).
Cada sensor conté un sensor de temperatura intern. No obstant això, el valor de temperatura mesurat per aquest sensor no s'enregistra ni es mostra; s'utilitza exclusivament per a la compensació del sensor. La calibració dels valors de temperatura es refereix al sensor de temperatura de la sonda de conductivitat.
3. Oxigen dissolt
El sensor òptic de dissolució d'oxigen de JIDE es basa en el principi de la inhibició per fluorescència. Una llum blava d'una longitud d'ona específica es dirigeix cap a un material fluorescent fixat sobre un substrat de vidre, fent que el material emeti fluorescència. En absència d'oxigen, la durada de la fluorescència és màxima. Quan hi ha oxigen a la membrana del sensor, la durada de la fluorescència es redueix.
Per garantir l'exactitud i l'estabilitat, durant cada cicle de mesurament s'emeteix una llum vermella cap al material fluorescent com a referència per determinar la durada de la fluorescència.
La concentració d'oxigen és inversament proporcional a la durada de la fluorescència. Aquesta relació es pot descriure quantitativament mitjançant l'equació de Stern-Volmer:
((T₀/T) – 1) respecte a la pressió parcial d'O₂.
Aquesta no és una relació estrictament lineal (especialment a pressions d’oxigen més elevades); les dades pertinents requereixen una anàlisi de regressió no lineal polinòmica. Aquesta característica no lineal no canvia significativament amb el temps i no afectarà la precisió de la mesura durant un llarg període.
4. pH / ORP / AMMO (amoni) – Opcional
El sistema consta d’un electrodo de pH i un mòdul de circuit frontal per mesurar l’acidesa/alkalinitat de l’aigua, o d’un electrodo d’ORP i un mòdul de circuit frontal per mesurar el potencial d’oxidació-reducció. L’ORP és una mesura no química que representa el potencial combinat de totes les substàncies dissoltes al medi.
Alternativament, es pot seleccionar un sensor d’amoni (NH₄⁺). Aquest consisteix en un electrodo d’amoni i un mòdul de circuit frontal. Quan l’electrodo d’amoni s’utilitza conjuntament amb un electrodo de referència, mesura una tensió en mil·livolts, que després es converteix en un valor de concentració d’ions mitjançant un mètode de càlcul específic.
Per facilitar la manteniment, el sensor presenta un disseny únic que permet la substitució in situ de l’elèctrode o de la càpsula de membrana. Un connector es troba entre el mòdul superior del circuit i l’elèctrode. Per substituir l’elèctrode, només cal desenroscar l’elèctrode vell i instal·lar-ne un de nou: no es requereix cap pas addicional.
5. Turbiditat
La turbiditat és una mesura indirecta de la concentració de sòlids en suspensió a l’aigua. El sensor de turbiditat emet llum infraroja cap a la mostra i mesura la llum dispersada per les partícules presents a l’aigua. La turbiditat és alhora un indicador important de la qualitat de l’aigua i un paràmetre bàsic per avaluar els canvis ambientals. Els sòlids en suspensió als cossos d’aigua naturals provenen d’una àmplia gamma de fonts incertes (per exemple, sorra fina, argila, sediments, algues i matèria orgànica), però totes les partícules afecten la transmissió de la llum i generen un senyal de turbiditat.
6. Alga total
El sensor total d'algues utilitza l'excitació de doble longitud d'ona per mesurar simultàniament les concentracions de clorofil·la i d'algues blau-verdes.
• Les molècules de clorofil·la fluoresceixen quan s'exposen a llum blava; la intensitat de la fluorescència s'utilitza per calcular la concentració de clorofil·la.
• La ficocianina (un pigment present en les algues blau-verdes) fluoresceix quan s'exposa a llum taronja; la intensitat de la fluorescència s'utilitza per calcular la concentració d'algues blau-verdes.
Adopció in situ
Els analitzadors en línia de la sèrie JDMPA de JIDE ara s'utilitzen àmpliament en oceans i grans llacs de tota la Xina. Els enginyers aprecien l'estructura robusta i duradera, el protocol obert de comunicació MODBUS que facilita la connexió en xarxa, i el disseny modular fàcil de mantenir i substituir. Aquestes característiques han fet que la sèrie JDMPA sigui una opció preferida entre els professionals del sector.
EN
