Baggrund for produktudvikling
Store vandmasser verden over – både oceaner og søer – står over for forskellige grader af forurening. Dette skyldes i høj grad, at mennesker har overvurderet disse store vandsystemers selvrengørende evne, hvilket har ført til ulovlige udledninger drevet af en falsk følelse af sikkerhed. I de senere år har typiske vandforureningssituationer ofte opstået på alle verdens kontinenter.
Australien – Great Barrier Reef: Miljøundersøgelser fra 2025 afslørede alvorlig eutrofiering. Næringsstoffer som kvælstof og fosfor blev fundet i kritisk høje koncentrationer, hvilket forårsagede gentagne koralkvælninger og stjernefiskudbrud. Koralsamfundene på havbunden har lidt omfattende skade.
Nigeria – Nigerflodens delta: Olie- og tungmetalforsøgning har ført til omfattende mangrovedød. Den nationale fiskeriindustri er næsten kollapset, og kræfttilfældene blandt lokale beboere er stærkt stigit.
Europa – Østersøen: Nitrogen- og fosforforurening udløser næsten hvert år massive algeblomster, hvilket alvorligt påvirker fiskeriindustrien. Alligevel er udledningen af spildevand fra omkringliggende byer fortsat ukontrolleret.
I Kina har store vandmasser såsom Dianchisøen, Taisøen og Hong-søen alle oplevet algeblomster forårsaget af eutrofiering. Sydkinesiske Hav og Østkinesiske Hav har ligeledes været kraftigt forurenet som følge af spildevandsudledninger og olieudslip, hvilket har medført ukvantificerbare økonomiske tab for fiskeri, økosystemer og turisme.
Som svar på den stigende efterspørgsel efter overvågning af store vandarealer har JIDE udviklet et online multisensor-system, der specifikt er designet til oceaner og søer. På grund af de nuværende teknologiske begrænsninger er parametre som totalt fosfor og totalt kvælstof fortsat svære at måle direkte med sensorer. Derfor installeres systemet på store bojestationer i åbne oceaner og i centrum af store søer.
Det kan måle nøgleparametre, herunder:
• Temperatur
• pH
• ORP (oxidations-reduktionspotentiale)
• Ledningsevne/TDS
• Opløst ilts
• Turbiditet/SS
• Klorofyl
• Blågrønne alger
• Kaliumion (K⁺)
• Ammoniumion (NH₄⁺)
• Nitration (NO₃⁻)
• Chloridion (Cl⁻)
• Fluoridion (F⁻)
Disse målinger giver mulighed for overvågning i realtid og tidlig advarsel ved for høje næringsstofniveauer, eutrofiering, algeblomstringer og faldende iltniveauer.
JDMPA-6S – Højeste konfiguration
Modellen JDMPA-6S er den højeste konfiguration i serien. Hovedenheden kan rumme op til syv sensorer. Sensorerne fungerer på elektrokemiske, optiske og fysiske detektionsprincipper for at måle deres respektive parametre.
Alle sensortilslutninger på hovedenheden bruger en universel grænseflade. Sensorer kan installeres i enhver tilslutning, og hovedenheden genkender automatisk sensortypen. Hovedenheden JDMPA-6S kan læse sensordata, konfigurere sensorparametre og udføre kalibreringsoperationer. Afhængigt af brugerindstillingerne kan den gemme data lokalt, overføre data til en dataindsamlingsplatform eller sende data direkte til en PC eller mobiltelefon. Datakommunikation understøttes både via trådforbundet overførsel og trådløs Bluetooth-overførsel.
Måleprincipper for hver parameter
1. Dybde
JIDE bruger en tryksensor – et piezoresistivt følerelement, der er isoleret af en rustfri ståls korrugeret membran – til måling af vanddybde. Den ene side af sensoren vender mod vandet, mens den anden side udsættes for vakuum for at måle trykket. Dybden beregnes ved at trække atmosfærisk tryk fra vandtrykket.
Faktorer, der påvirker dybdemåling, omfatter barometrisk tryk, vanddensitet og temperatur. Udførelse af en "nul"-kalibrering i luften giver en reference i forhold til det lokale atmosfæriske tryk.
2. Ledningsevne
JIDE bruger fire grafit-elektroder til at måle en opløsnings ledningsevne. To elektroder måler strøm, og de to andre måler spænding; ledningsevnen beregnes ud fra disse målinger. Den resulterende ledningsevneværdi multipliceres med en cellekonstant (i 1/cm), så den omregnes til ledningsevne i millisiemens pr. centimeter (mS/cm).
Hver sensor indeholder en intern temperatursensor. Temperaturværdien målt af denne sensor registreres dog ikke og vises ikke; den anvendes udelukkende til sensorkompensation. Kalibrering af temperaturværdier refererer sig til temperatursensoren på ledningsevneproben.
3. Opløst ilt
JIDE's optiske opløst iltsensor er baseret på princippet om fluorescenskvælning. En bestemt bølgelængde af blåt lys rettes mod et fluorescerende materiale, der er fastgjort på et glasunderlag, hvilket får materialet til at udsende fluorescens. I fravær af ilt er fluorescensens varighed længst. Når ilt er til stede på sensorfilmens overflade, forkortes fluorescensens varighed.
For at sikre præcision og stabilitet udsendes der rødt lys mod det fluorescerende materiale i hver målecyklus som reference for at bestemme fluorescensens varighed.
Iltkonzentrationen er omvendt proportional med fluorescensens varighed. Denne sammenhæng kan kvantitativt beskrives ved Stern-Volmer-ligningen:
((T₀/T) – 1) versus O₂-partiel tryk.
Dette er ikke en strengt lineær sammenhæng (især ved højere iltryk); de relevante data kræver polynomiel ikke-lineær regressionsanalyse. Denne ikke-lineære karakteristika ændrer sig ikke væsentligt over tid og vil ikke påvirke målenøjagtigheden i en længere periode.
4. pH / ORP / AMMO (Ammonium) – Valgfrit
Systemet består af en pH-elektrode og en front-end-kredsløbsmodul til måling af vands surhedsgrad/alkalinitet eller en ORP-elektrode og en front-end-kredsløbsmodul til måling af oxidation-reduktionspotentialet. ORP er en ikke-kemisk måling, der repræsenterer det samlede potentiale af alle opløste stoffer i mediet.
Alternativt kan en ammoniumsensor (NH₄⁺) vælges. Den består af en ammoniumelektrode og en front-end-kredsløbsmodul. Når ammoniumelektroden bruges sammen med en referenceelektrode, måles der en spænding i millivolt, som derefter konverteres til en ionkoncentration ved hjælp af en specifik beregningsmetode.
For at let vedligeholdelse være lettere, har sensoren en unik konstruktion, der gør det muligt at udskifte elektroden eller membrankappen direkte på stedet. En forbindelsesstik er placeret mellem den øverste kredsløbsmodul og elektroden. For at udskifte elektroden skal du blot skru den gamle elektrode løs og montere en ny — ingen yderligere trin er nødvendige.
5. Turbiditet
Turbiditet er en indirekte måling af koncentrationen af ophængte faste stoffer i vand. Turbiditetsensoren udsender infrarødt lys ind i prøven og måler det lys, der spredes af partiklerne i vandet. Turbiditet er både en vigtig indikator for vandkvalitet og en grundlæggende parameter til vurdering af miljømæssige ændringer. Ophængte faste stoffer i naturlige vandområder stammer fra et bredt spektrum af usikre kilder (f.eks. ler, silt, sediment, alger og organisk materiale), men alle partikler påvirker lysudbredelsen og genererer et turbiditetssignal.
6. Totalt antal alger
Den samlede algesensor bruger eksitation med to bølgelængder til at måle koncentrationer af klorofyl og blå-grønne alger samtidigt.
• Klorofylmolekyler fluorescerer, når de udsættes for blåt lys; fluorescensintensiteten bruges til at beregne klorofylkoncentrationen.
• Fykocyanin (en pigment i blå-grønne alger) fluorescerer, når den udsættes for orange lys; fluorescensintensiteten bruges til at beregne koncentrationen af blå-grønne alger.
Feltanvendelse
JIDE's JDMPA-serie online-analysatorer er nu bredt anvendt i oceaner og store søer i hele Kina. Ingeniører sætter pris på den robuste og holdbare beholder, det åbne MODBUS-kommunikationsprotokol, der gør netværksintegration nem, samt den let vedligeholdelige og udskiftelige modulære design. Disse funktioner har gjort JDMPA-serien til et foretrukket valg blandt fagfolk i feltet.
EN
