Tootearenduse taust
Suured veekogud üle kogu maailma – nii ookeanid kui ka järved – on erineva intensiivsusega saastumisega silmitsi. See on peamiselt seotud sellega, et inimesed on ülehinnanud nende suurte veesüsteemide ise puhtaks tegemise võimekust, mis on viinud turvalisustunnet põhjustavate ebaseaduslike heitmete tekkimiseni. Viimastel aastatel on tüüpilised veesaastumiskriisid sagedaselt esinenud kõigil suurtemaailmaja kontinentidel.
Austraalia – Suur Barrieririiv: 2025. aastal tehtud keskkonnauuringud paljastasid tõsise eutrofeerumise. Toitainesoolade, näiteks lämmastiku ja fosfori, sisu oli kriitiliselt kõrge, mis põhjustas korduvaid korallide valgenemise sündmusi ja tähtkalade massilist ilmumist. Meresügavuste korallkogukonnad on laialdaselt kahjustatud.
Nigeeria – Nigeri jõe deltat: õli ja raskemetallide saastumine on põhjustanud laialdast mangroovimetsade hukkumist. Riiklik kala- ja kalapüügisektor on peaaegu kokku kukkunud ning kohalike elanike vähktõve esinemissagedus on oluliselt tõusnud.
Euroopa – Läänemeri: lämmastiku ja fosfori saastumine põhjustab peaaegu igal aastal massilisi vetikasõnajaid, mis mõjutavad tõsiselt kala- ja kalapüügisektorit. Samas jäetakse ümbritsevate linnade kanalisatsioonivee heitmine siiski kontrollimata.
Hiinas on suured veekogud, näiteks Dianchi järv, Tai järv ja Hong järv, kõik kogenud eutrofeerumisest tingitud vetikasõnajaid. Lõuna-Hiina meri ja Ida-Hiina meri on ka kannatanud tõsise saastumise all kanalisatsioonivee heitmisest ja õlirikkumistest, mis on põhjustanud kala- ja kalapüügisektorile, ökosüsteemidele ja turismile arvutamatuid majandlikke kaotsihulgu.
Suurte veekogude jälgimise suureneva nõudlusega vastu on JIDE arendanud mitmeparametrilise veeonline sensorisüsteemi, mis on eriti mõeldud ookeanidele ja järvedele. Praeguste tehnoloogiliste piirangute tõttu on parameetrid, nagu kogufosfor ja kogu lämmastik, seni raske mõõta sensoritega otse. Seetõttu paigutatakse süsteem avatud ookeanides ja suurte järvede keskel suurtele ujuvpostidele.
See võimaldab mõõta olulisi parameetreid, sealhulgas:
• Temperatuur
• pH
• ORP (oksidatsioon–redutseerumispotenttsiaal)
• Juhtivus/TDS
• Lahustunud hapnik
• Hapatus/SS
• Klorofüll
• Sinis-rohelised vetikad
• Kaaliumioon (K⁺)
• Ammooniumioon (NH₄⁺)
• Nitraatioon (NO₃⁻)
• Kloriidiioon (Cl⁻)
• Fluoriidiioon (F⁻)
Need mõõtmised võimaldavad reaalajas jälgimist ja varajast hoiatust liialdatud toitainetaseme, eutrofiseerumise, vetikasõnade ja hapnikusisalduse languse kohta.
JDMPA-6S – Kõrgeim konfiguratsioon
JDMPA-6S mudel on seeria kõrgeim konfiguratsioon. Põhiseade võimaldab kuni seitsme sensori paigaldamist. Sensorid töötavad elektrokeemilisel, optilisel ja füüsikalisel tuvastusprintsiibil, et mõõta vastavate parameetrite väärtusi.
Kõik sensooripordid peausemisüksuses kasutavad universaalset liidest. Sensoorid saab paigaldada ühtegi pordi, ja peausemisüksus tuvastab sensoori tüübi automaatselt. JDMPA-6S peausemisüksus saab lugeda sensoorite andmeid, seadistada sensoorite parameetreid ning teha kalibreerimisoperatsioone. Kasutaja seadete sõltuvalt saab andmeid salvestada kohapealsele andmesalvestusse, edastada andmeid andmekogumisplatvormile või saata andmeid otse arvutisse või mobiiltelefonile. Andmete edastus toimub nii kaabelühenduse kui ka Bluetooth-i läbi.
Iga parameetri mõõtmise põhimõtted
1. Sügavus
JIDE kasutab vee sügavuse mõõtmiseks rõhksensoorit – piezoregistriivat tundlikku elementi, mille eraldab roostevabast terasest lainetud membraan. Sensoori üks külg on suunatud veepinna poole, teine külg on vaakumis, et mõõta rõhku. Sügavus arvutatakse vee rõhust lahutades atmosfäärirõhu.
Sügavusmõõtmisele mõjutavad tegurid hõlmavad baromeetrilist rõhku, veetihedust ja temperatuuri. Õhus „null“ kalibreerimine annab viite kohalikule atmosfäärirõhule.
2. Juhtivus
JIDE kasutab lahuse juhtivuse mõõtmiseks nelja grafiitelektroodi. Kahe elektroodiga mõõdetakse voolu ja teiste kahe elektroodiga pinge; juhtivus arvutatakse nende mõõtmiste põhjal. Saadud juhtivusväärtus korrutatakse rakukonstandiga (1/cm), et teisendada see juhtivuseks millisiemensites sentimeetri kohta (mS/cm).
Igal sensoril on sisemine temperatuurisensor. Siiski ei salvestata ega kuvata seda sensorit kasutades saadud temperatuurväärtust; seda kasutatakse ainult sensori kompensatsiooniks. Temperatuuri kalibreerimine toimub viitamisel juhtivussonda paigaldatud temperatuurisensorile.
3. Lahustunud hapnik
JIDE optiline lahustunud hapniku sensor põhineb fluoresstsentsi kustutamise printsiibil. Kindla lainepikkusega sinine valgus suunatakse klaasalusele kinnitatud fluorestseerivale materjalile, mis põhjustab materjali fluoresstsemise. Hapniku puudumisel on fluoresstsemise kestus kõige pikem. Kui hapnik on olemas sensori membraanil, siis lüheneb fluoresstsemise kestus.
Täpsuse ja stabiilsuse tagamiseks emiteeritakse iga mõõtmistsükli ajal referentsina punane valgus fluorestseeriva materjali poole, et määrata fluoresstsemise kestus.
Hapnikukontsentratsioon on pöördvõrdeline fluorestseerimise kestusega. Seda seost saab kvantitatiivselt kirjeldada Stern–Volmeri võrrandiga:
((T₀/T) – 1) versus O₂ osaline rõhk.
See ei ole range lineaarne seos (eriti kõrgematel hapnikurõhkudel); asjakohased andmed nõuavad polünoomset mitte-lineaarset regressioonianalüüsi. Seda mitte-lineaarse omaduse muutumine ajas on väike ja see ei mõjuta mõõtmiste täpsust pikka aega.
4. pH / ORP / AMMO (ammoonium) – valikuline
Süsteem koosneb pH-elektroodist ja eesmises ahelas asuvast mootorist vee happesuse/aluskuse mõõtmiseks või ORP-elektroodist ja eesmises ahelas asuvast mootorist oksüdatsioon-vähenemispotentsiaali mõõtmiseks. ORP on mittekeemiline mõõtmine, mis kujutab kõigi keskkonnas lahustunud ainete ühendatud potentsiaali.
Alternatiivselt saab valida ammooniumi (NH₄⁺) sensori. See koosneb ammooniumielektroodist ja eesmises ahelas asuvast mootorist. Kui ammooniumielektroodi kasutatakse koos referentselektroodiga, mõõdetakse millivoltsis pinget, millest arvutatakse kindla arvutusmeetodiga ioonide kontsentratsiooniväärtus.
Hoolduse lihtsustamiseks on anduril eriline konstruktsioon, mis võimaldab elektroodi või membraankatuse väljatõmbamist ja asendamist väliolukorras. Ühendus on paigutatud ülemise elektriahela mooduli ja elektroodi vahele. Elektroodi asendamiseks tuleb lihtsalt vana elektrood lahti keerata ja paigaldada uus — täiendavaid sammusid ei ole vaja.
5. Segasus
Segasus on kaudne mõõtmine vesikeskkonnas olevate lahuses olevate tahkete osakeste kontsentratsioonist. Segasusandur teeb proovisse infrapunavalgust ja mõõdab vees osakestelt hajunud valgust. Segasus on nii oluline vee kvaliteedi näitaja kui ka põhiparameeter keskkonnamuutuste hindamiseks. Looduslikes veekogudes olevad lahuses olevad tahked osakesed pärinevad laialdasest ja ebatäpselt määratletavast allikatest (nt liiv, savi, sete, vetikad ja orgaaniline aine), kuid kõik osakesed mõjutavad valguse läbimist ja tekitavad segasussignaali.
6. Kogu vetikad
Kogu-alga sensor kasutab kahe lainepikkusega ekstsitatsiooni, et mõõta samaaegselt klorofülli ja sinis-roheliste algade kontsentratsiooni.
• Klorofüüli molekulid fluoresseeruvad sinise valguse mõjul; fluoresentsintensiivsust kasutatakse klorofülli kontsentratsiooni arvutamiseks.
• Fükotsüaniin (pigment sinis-rohelistes algades) fluoresseerub oranži valguse mõjul; fluoresentsintensiivsust kasutatakse sinis-roheliste algade kontsentratsiooni arvutamiseks.
Väljakasutus
JIDE JDMPA seeria tasuta analüsaatorid on nüüd laialdaselt kasutusel Hiinas ookeanides ja suurtes järvetes. Insenerid hindavad tugevat ja vastupidavat korpusit, avatud MODBUS sideprotokolli, mis võimaldab lihtsat võrgustamist, ning hõlpsasti hooldatavat ja asendatavat moodulset konstruktsiooni. Need omadused on muutnud JDMPA seeria professionaalide seas eelistatuks valikuks.
EN
