Υπόβαθρο Ανάπτυξης Προϊόντος
Μεγάλα υδάτινα σώματα σε όλο τον κόσμο — όπως οι ωκεανοί και οι λίμνες — αντιμετωπίζουν διαφορετικού βαθμού ρύπανση. Αυτό οφείλεται κατά κύριο λόγο στο γεγονός ότι οι άνθρωποι έχουν υπερεκτιμήσει την ικανότητα αυτοκαθάρσεως αυτών των τεράστιων υδάτινων συστημάτων, με αποτέλεσμα παράνομες απορροές που οφείλονται σε μια ψευδή αίσθηση ασφάλειας. Τα τελευταία χρόνια, τυπικές κρίσεις ρύπανσης των υδάτων έχουν εμφανιστεί συχνά σε κάθε μεγάλη ηπειρωτική περιοχή.
Αυστραλία – Μεγάλη Συνοριακή Κοραλλιογενής Ακτή: Περιβαλλοντικές έρευνες το 2025 αποκάλυψαν σοβαρή ευτροφισμό. Άλατα θρεπτικών συστατικών, όπως το άζωτο και ο φώσφορος, εντοπίστηκαν σε κριτικά υψηλά επίπεδα, προκαλώντας επαναλαμβανόμενα φαινόμενα ξεβλέχισμα των κοραλλίων και εξάρσεις αστεροειδών. Οι κοραλλιογενείς κοινότητες στον βυθό της θάλασσας έχουν υποστεί εκτεταμένη ζημιά.
Νιγηρία – Δέlta του ποταμού Νίγηρα: Η ρύπανση από πετρέλαιο και βαρέα μέταλλα οδήγησε σε ευρεία απώλεια μαγκρόβων. Η εθνική αλιεία έχει σχεδόν καταρρεύσει, ενώ οι ποσοστώσεις καρκίνου στους τοπικούς κατοίκους έχουν αυξηθεί σημαντικά.
Ευρώπη – Βαλτική Θάλασσα: Η ρύπανση από άζωτο και φώσφορο προκαλεί κάθε χρόνο τεράστιες ανθήσεις φυκών, με σοβαρές επιπτώσεις στην αλιευτική βιομηχανία. Ωστόσο, οι απορροές εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων από τις περιβάλλουσες πόλεις παραμένουν ανεξέλεγκτες.
Στην Κίνα, σημαντικά υδάτινα σώματα όπως η λίμνη Dianchi, η λίμνη Tai και η λίμνη Hong έχουν υποστεί όλες ανθήσεις φυκών λόγω ευτροφισμού. Η Νότια Κινεζική Θάλασσα και η Ανατολική Κινεζική Θάλασσα έχουν επίσης υποστεί σοβαρή ρύπανση λόγω απορροών λυμάτων και διαρροών πετρελαίου, με απροσδιόριστες οικονομικές ζημίες για την αλιεία, τα οικοσυστήματα και τον τουρισμό.
Ως απάντηση στην αυξανόμενη ζήτηση για την παρακολούθηση μεγάλων υδάτινων σωμάτων, η JIDE ανέπτυξε ένα πολυπαραμετρικό σύστημα διαδικτυακών αισθητήρων ειδικά σχεδιασμένο για ωκεανούς και λίμνες. Λόγω των τρέχουσων τεχνολογικών περιορισμών, παράμετροι όπως η συνολική φωσφορική και η συνολική αζωτούχος ουσία παραμένουν δύσκολο να μετρηθούν απευθείας με αισθητήρες. Ως εκ τούτου, στους ανοικτούς ωκεανούς και στο κέντρο μεγάλων λιμνών, το σύστημα εγκαθίσταται σε μεγάλους σταθμούς πλωτήρων.
Μπορεί να μετρά βασικές παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένων:
• Θερμοκρασία
• pH
• ORP (Δυναμικό Οξείδωσης – Αναγωγής)
• Αγωγιμότητα/Συνολικά Διαλυτά Στερεά (TDS)
• Διαλυμένο οξυγόνο
• Θολερότητα/Αιωρούμενα Στερεά (SS)
• Χλωροφύλλη
• Μπλε-πράσινες αλγες
• Ιόντα καλίου (K⁺)
• Ιόντα αμμωνίου (NH₄⁺)
• Ιόντα νιτρικού (NO₃⁻)
• Ιόντα χλωρίου (Cl⁻)
• Ιόντα φθορίου (F⁻)
Αυτές οι μετρήσεις παρέχουν παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο και δυνατότητες πρώιμης προειδοποίησης για υπερβολικά επίπεδα θρεπτικών συστατικών, ευτροφισμό, ανθήσεις αλγών και μειούμενα επίπεδα οξυγόνου.
JDMPA-6S – Υψηλότερη Διαμόρφωση
Το μοντέλο JDMPA-6S αποτελεί την υψηλότερη διαμόρφωση της σειράς. Η κύρια μονάδα μπορεί να υποστηρίξει έως και επτά αισθητήρες. Οι αισθητήρες λειτουργούν βάσει ηλεκτροχημικών, οπτικών και φυσικών αρχών ανίχνευσης για τη μέτρηση των αντίστοιχων παραμέτρων.
Όλες οι υποδοχές αισθητήρων στην κύρια μονάδα χρησιμοποιούν διεπαφή καθολικού τύπου. Οι αισθητήρες μπορούν να εγκατασταθούν σε οποιαδήποτε υποδοχή, ενώ η κύρια μονάδα αναγνωρίζει αυτόματα τον τύπο του αισθητήρα. Η κύρια μονάδα JDMPA-6S μπορεί να διαβάζει δεδομένα αισθητήρων, να ρυθμίζει παραμέτρους αισθητήρων και να εκτελεί διαδικασίες βαθμονόμησης. Ανάλογα με τις ρυθμίσεις του χρήστη, μπορεί να αποθηκεύει δεδομένα τοπικά, να μεταδίδει δεδομένα σε πλατφόρμα συλλογής δεδομένων ή να αποστέλλει δεδομένα απευθείας σε υπολογιστή ή κινητό τηλέφωνο. Η επικοινωνία δεδομένων υποστηρίζεται τόσο μέσω ενσύρματης μετάδοσης όσο και μέσω ασύρματης μετάδοσης Bluetooth.
Αρχές μέτρησης κάθε παραμέτρου
1. Βάθος
Η JIDE χρησιμοποιεί αισθητήρα πίεσης — ένα πιεζοαντιστατικό στοιχείο ανίχνευσης που απομονώνεται με διαβροχή από ανοξείδωτο χάλυβα — για τη μέτρηση του βάθους του νερού. Η μία πλευρά του αισθητήρα είναι προσανατολισμένη προς το νερό, ενώ η άλλη πλευρά εκτίθεται σε κενό για τη μέτρηση της πίεσης. Το βάθος υπολογίζεται με την αφαίρεση της ατμοσφαιρικής πίεσης από την πίεση του νερού.
Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη μέτρηση του βάθους περιλαμβάνουν την ατμοσφαιρική πίεση, την πυκνότητα του νερού και τη θερμοκρασία. Η εκτέλεση μιας καλιβράρισης «μηδενικού» στον αέρα παρέχει μια αναφορά ως προς την τοπική ατμοσφαιρική πίεση.
2. Αγωγιμότητα
Η JIDE χρησιμοποιεί τέσσερις γραφιτένιες ηλεκτρόδιους για τη μέτρηση της αγωγιμότητας ενός διαλύματος. Δύο ηλεκτρόδια μετρούν το ρεύμα και τα άλλα δύο την τάση· η αγωγιμότητα υπολογίζεται από αυτές τις μετρήσεις. Η προκύπτουσα τιμή αγωγιμότητας πολλαπλασιάζεται με μια σταθερά κυψελίδας (σε 1/εκ.) για τη μετατροπή της σε αγωγιμότητα σε χιλιοσίμενς ανά εκατοστό (mS/cm).
Κάθε αισθητήρας περιέχει έναν εσωτερικό αισθητήρα θερμοκρασίας. Ωστόσο, η τιμή θερμοκρασίας που μετράται από αυτόν τον αισθητήρα δεν καταγράφεται ούτε εμφανίζεται· χρησιμοποιείται αποκλειστικά για την αντιστάθμιση του αισθητήρα. Η καλιβράριση των τιμών θερμοκρασίας αναφέρεται στον αισθητήρα θερμοκρασίας του προβολέα αγωγιμότητας.
3. Διαλυμένο Οξυγόνο
Ο οπτικός αισθητήρας διαλυμένου οξυγόνου της JIDE βασίζεται στην αρχή της απόσβεσης φθορισμού. Μια συγκεκριμένη μήκους κύματος μπλε ακτινοβολία προσπίπτει σε φθορίζουσα ύλη που είναι στερεωμένη σε γυάλινο υπόστρωμα, προκαλώντας την έκπτωση φθορισμού από την ύλη. Στην απουσία οξυγόνου, η διάρκεια του φθορισμού είναι μεγαλύτερη. Όταν υπάρχει οξυγόνο στη μεμβράνη του αισθητήρα, η διάρκεια του φθορισμού μειώνεται.
Για να διασφαλιστούν η ακρίβεια και η σταθερότητα, κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου μέτρησης εκπέμπεται επίσης ερυθρό φως προς τη φθορίζουσα ύλη ως αναφορά, προκειμένου να καθοριστεί η διάρκεια του φθορισμού.
Η συγκέντρωση οξυγόνου είναι αντιστρόφως ανάλογη της διάρκειας του φθορισμού. Αυτή η σχέση μπορεί να περιγραφεί ποσοτικά από την εξίσωση Stern-Volmer:
((T₀/T) – 1) έναντι μερικής πίεσης O₂.
Αυτή δεν είναι μια αυστηρά γραμμική σχέση (ιδιαίτερα σε υψηλότερες πιέσεις οξυγόνου). Τα σχετικά δεδομένα απαιτούν μη γραμμική πολυωνυμική ανάλυση παλινδρόμησης. Αυτό το μη γραμμικό χαρακτηριστικό δεν αλλάζει σημαντικά με τον καιρό και δεν θα επηρεάσει την ακρίβεια των μετρήσεων για μεγάλο χρονικό διάστημα.
4. pH / ORP / AMMO (Αμμώνιο) – Προαιρετικό
Το σύστημα αποτελείται από έναν ηλεκτροδό pH και ένα προηγμένο κύκλωμα επεξεργασίας σήματος για τη μέτρηση της οξύτητας/αλκαλικότητας του νερού, ή από έναν ηλεκτροδό ORP και ένα προηγμένο κύκλωμα επεξεργασίας σήματος για τη μέτρηση του δυναμικού οξείδωσης-αναγωγής. Το ORP είναι μια μη χημική μέτρηση που αντιπροσωπεύει το συνολικό δυναμικό όλων των διαλυμένων ουσιών στο μέσο.
Εναλλακτικά, μπορεί να επιλεγεί αισθητήρας αμμωνίου (NH₄⁺). Αποτελείται από έναν ηλεκτροδό αμμωνίου και ένα προηγμένο κύκλωμα επεξεργασίας σήματος. Όταν ο ηλεκτροδός αμμωνίου χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με έναν αναφοράς ηλεκτροδό, μετρά την τάση σε χιλιοστοβόλτ (mV), η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε τιμή συγκέντρωσης ιόντων με τη χρήση μιας ειδικής υπολογιστικής μεθόδου.
Για να διευκολυνθεί η συντήρηση, ο αισθητήρας διαθέτει μια μοναδική κατασκευή που επιτρέπει την αντικατάσταση του ηλεκτροδίου ή του καπακιού μεμβράνης επιτόπου. Ένας συνδέτης βρίσκεται μεταξύ του επάνω μοντέλου κυκλώματος και του ηλεκτροδίου. Για να αντικαταστήσετε το ηλεκτρόδιο, αρκεί να ξεβιδώσετε το παλιό ηλεκτρόδιο και να εγκαταστήσετε ένα νέο — δεν απαιτούνται επιπλέον βήματα.
5. Διαταραχή
Η διαταραχή είναι μια έμμεση μέτρηση της συγκέντρωσης των αιωρούμενων στερεών στο νερό. Ο αισθητήρας διαταραχής εκπέμπει υπέρυθρο φως στο δείγμα και μετρά το φως που σκεδάζεται από τα σωματίδια στο νερό. Η διαταραχή αποτελεί τόσο σημαντικό δείκτη ποιότητας νερού όσο και βασικό παράμετρο για την αξιολόγηση περιβαλλοντικών αλλαγών. Τα αιωρούμενα στερεά στα φυσικά ύδατα προέρχονται από μια ευρεία ποικιλία αβέβαιων πηγών (π.χ. ιλύς, πηλός, ιζήματα, φύκη και οργανική ύλη), αλλά όλα τα σωματίδια επηρεάζουν τη διαπερατότητα του φωτός και παράγουν σήμα διαταραχής.
6. Συνολικά Φύκη
Ο συνολικός αισθητήρας φύκους χρησιμοποιεί διπλή εξέγερση μήκους κύματος για να μετρά ταυτόχρονα τις συγκεντρώσεις χλωροφύλλης και κυανοφύκους.
• Τα μόρια χλωροφύλλης εκπέμπουν φθορισμό όταν εκτίθενται σε μπλε φως· η ένταση του φθορισμού χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης χλωροφύλλης.
• Η φυκοκυανίνη (ένα χρωστικό των κυανοφύκους) εκπέμπει φθορισμό όταν εκτίθεται σε πορτοκαλί φως· η ένταση του φθορισμού χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης κυανοφύκους.
Εφαρμογή στο πεδίο
Οι σειρές online αναλυτών JDMPA της JIDE χρησιμοποιούνται πλέον ευρέως σε ωκεανούς και μεγάλες λίμνες σε όλη την Κίνα. Οι μηχανικοί εκτιμούν το ανθεκτικό και ευρύς χρήσης περίβλημα, το ανοιχτό πρωτόκολλο επικοινωνίας MODBUS που διευκολύνει την εύκολη δικτύωση και τον εύκολα συντηρήσιμο, αντικαταστάσιμο μοντουλαρικό σχεδιασμό. Αυτά τα χαρακτηριστικά έχουν καταστήσει τις σειρές JDMPA την προτιμώμενη επιλογή για επαγγελματίες στον τομέα.
EN
