Tuotekehityksen taustaa
Suuret vesialueet ympäri maailmaa — sekä valtameret että järvet — kohtaavat eriasteista saastumista. Tämä johtuu suurelta osin siitä, että ihmiset ovat yliarvioineet näiden laajojen vesijärjestelmien itsepuhdistuskykyä, mikä on johtanut laittomiin päästöihin turvallisuuden väärän käsityksen perusteella. Viime vuosina tyypillisiä vesisaastumiskriisejä on tapahtunut usein kaikilla maanosilla.
Australia – Great Barrier Reef: Ympäristötutkimukset vuonna 2025 paljastivat vakavan rikastumisen. Typpi- ja fosforisuolat olivat kriittisellä tasolla, mikä aiheutti toistuvia korallien valkeneemisia ja tähtimerenpäiden esiintymiä. Merenpohjan koralliyhteisöt ovat kärsineet laajamittaisesta vahingosta.
Nigeria – Nigerjoen deltalla: Öljy- ja raskasmetallisaastuminen on johtanut laajamittaiseen mangrovemetsien kuolemaan. Kansallinen kalastusteollisuus on lähes romahtanut, ja paikalaisten asukkaiden syöpätaudin esiintyvyys on noussut merkittävästi.
Eurooppa – Itämeri: Typpi- ja fosforisaastuminen aiheuttaa melkein joka vuosi valtavia leväkukintoja, mikä vaikuttaa vakavasti kalastusteollisuuteen. Silti ympäröivien kaupunkien jätevesien päästöt eivät ole hallinnassa.
Kiinassa suuret vesialueet, kuten Dianchijärvi, Taijärvi ja Hongjärvi, ovat kaikki kokeneet ravinnepitoisuuden kasvuun perustuvia leväkukintoja. Etelä-Kiinan meri ja Itä-Kiinan meri ovat myös kärsineet vakavasta saastumisesta jätevesipäästöjen ja öljyvuotojen vuoksi, mikä on aiheuttanut mittaamattomia taloudellisia tappioita kalastusalalle, ekosysteemeille ja matkailulle.
Vastaamalla kasvavaan kysyntään suurten vesialueiden seurannasta JIDE on kehittänyt moniparametrinen verkkosensorijärjestelmän, joka on erityisesti suunniteltu merille ja järville. Nykyisten teknologisten rajoitusten vuoksi parametrit, kuten kokonaisfosfori ja kokonaistyppi, ovat edelleen vaikeita mitata suoraan sensoreilla. Siksi järjestelmä asennetaan avomereen ja suurten järvien keskiosiin suurille majakkasäiliöille.
Se voi mitata tärkeitä parametrejä, mukaan lukien:
• Lämpötila
• pH
• ORP (hapettumis–pelkistymispotentiaali)
• Johtavuus/TDS
• Liuenneen hapen määrä
• Pilvisyys/SS
• Klorofylli
• Sinivihreät levät
• Kaliumioni (K⁺)
• Ammoniumioni (NH₄⁺)
• Nitraatti-ioni (NO₃⁻)
• Kloridi-ioni (Cl⁻)
• Fluoridi-ioni (F⁻)
Nämä mittaukset tarjoavat reaaliaikaista seurantaa ja varhaisvaroituksia liiallisista ravinteiden pitoisuuksista, rehevöitymisestä, leväkukinnoista ja hapen pitoisuuden laskusta.
JDMPA-6S – Korkein konfiguraatio
JDMPA-6S -malli on sarjan korkein konfiguraatio. Pääyksikkö voi sisältää enintään seitsemän anturia. Anturit toimivat elektrokemiallisin, optisin ja fysikaalisin tunnistusperiaatteisin mitatakseen vastaavia parametrejä.
Kaikki anturiliitännät pääyksikössä käyttävät yleistä liitintä. Anturit voidaan asentaa mihin tahansa liittimeen, ja pääyksikkö tunnistaa automaattisesti anturityypin. JDMPA-6S -pääyksikkö voi lukea anturidataa, määrittää anturiparametreja ja suorittaa kalibrointitoimintoja. Käyttäjän asetusten mukaan se voi tallentaa tiedot paikallisesti, lähettää tiedot tietojen keruuun tarkoitettuun alustaan tai lähettää tiedot suoraan tietokoneelle tai matkapuhelimeen. Tiedonsiirto tuetaan sekä langallisella että Bluetooth-langattomalla yhteydellä.
Jokaisen parametrin mittausperiaatteet
1. Syvyys
JIDE käyttää paineanturia—piezoresistiivista tunnistusalkiota, joka on eristetty ruostumattomasta teräksestä valmistetulla aaltomaisella kalvolla—veden syvyyden mittaamiseen. Anturin toinen puoli on kohdistettu veteen ja toinen puoli on altistettu tyhjiölle paineen mittaamiseksi. Syvyys lasketaan veden paineesta vähentämällä ilmanpaine.
Syvyysmittaukseen vaikuttavia tekijöitä ovat ilmanpaine, veden tiukkuus ja lämpötila. "Nollakalibrointi" ilmassa tarjoaa viitearvon paikalliselle ilmanpaineelle.
2. Johtavuus
JIDE käyttää neljää grafiittielektrodia liuoksen johtavuuden mittaamiseen. Kaksi elektrodia mittaa virtaa ja kaksi muuta jännitettä; johtavuus lasketaan näistä mittauksista. Saatu johtavuusarvo kerrotaan soluvakiolla (1/cm), jolloin saadaan johtavuus millisiemenssejä per senttimetri (mS/cm).
Jokaisessa anturissa on sisäinen lämpötila-anturi. Kuitenkaan tällä anturilla mitattua lämpötila-arvoa ei tallenneta tai näytetä; sitä käytetään yksinomaan anturin kompensointiin. Lämpötila-arvojen kalibrointi perustuu johtavuusanturin lämpötila-anturiin.
3. Liuenneen hapen määrä
JIDE:n optinen liuenneen hapen anturi perustuu fluoresenssin tukahduttamisen periaatteeseen. Tietyn aallonpituuden sinistä valoa ohjataan lasualustalle kiinnitettyyn fluoresoivaan materiaaliin, mikä saa aikaan fluoresenssin emittoitumisen. Ilman happea fluoresenssin kesto on pisimmillään. Kun happi on läsnä anturin kalvoilla, fluoresenssin kesto lyhenee.
Tarkkuuden ja vakauden varmistamiseksi punainen valo emittoituu fluoresoivalle materiaalille jokaisen mittauskierroksen aikana viitearvona fluoresenssin keston määrittämiseksi.
Happokonsentraatio on kääntäen verrannollinen fluoresenssin kestoon. Tätä suhdetta voidaan kvantitatiivisesti kuvata Stern–Volmerin yhtälöllä:
((T₀/T) – 1) happipitoisuuden osapaineen funktiona.
Tämä ei ole täsmällisesti lineaarinen suhde (erityisesti korkeammilla happipaineilla); asiaankuuluvat tiedot vaativat polynomista epälineaarista regressioanalyysia. Tämä epälineaarinen ominaisuus ei muutu merkittävästi ajan myötä, eikä se vaikuta mittauksen tarkkuuteen pitkän ajan ajan.
4. pH / ORP / AMMO (ammonium) – valinnainen
Järjestelmä koostuu pH-elektrodista ja etupääpiirilehdystä veden happamuuden/alkaliteetin mittaamiseksi tai ORP-elektrodista ja etupääpiirilehdystä hapettumis-pelkistyspotentiaalin mittaamiseksi. ORP on kemiaton mittaus, joka kuvaa kaikkien liuenneiden aineiden yhteistä potentiaalia väliaineessa.
Vaihtoehtoisesti voidaan valita ammonium- (NH₄⁺) anturi. Se koostuu ammoniumelektrodista ja etupääpiirilehdystä. Kun ammoniumelektrodi käytetään viiteelektrodin kanssa, se mittaa millivolttia, joka muunnetaan ionikonsentraatioarvoksi erityisellä laskentamenetelmällä.
Huollon helpottamiseksi anturi on varustettu erityisellä rakenteella, joka mahdollistaa elektrodin tai kalvon kannen kenttävaihdon. Liitin sijaitsee yläpiirikortin ja elektrodin välissä. Elektrodin vaihtaminen tapahtuu irrottamalla vanha elektrodi ruuvimekaniikalla ja asentamalla uusi – lisätoimenpiteitä ei vaadita.
5. Kylmävyys
Kylmävyys on epäsuora mittaus vedessä olevien kelluvien kiintoaineiden pitoisuudesta. Kylmävyysanturi lähettää infrapunavaloa näytteeseen ja mittaa veden hiukkasien hajottamaa valoa. Kylmävyys on sekä tärkeä vedenlaatua kuvaava indikaattori että perusparametri ympäristömuutosten arvioimiseen. Luonnonvesistöjen kelluvat kiintoaineet ovat peräisin laajasta ja epämääräisestä lähteistä (esimerkiksi savi-, save- ja sedimenttipartikkelit, levät ja orgaaninen aine), mutta kaikki hiukkaset vaikuttavat valon läpäisymahdollisuuteen ja tuottavat kylmävyysmittauksen signaalin.
6. Kokonaismäärä leviä
Kokonaissiitäjäanturi käyttää kaksitaajuusista valoherätystä samanaikaisesti mittaakseen klorofyllin ja sinivihreiden levien pitoisuudet.
• Klorofyllimolekyylit fluoresoivat, kun niitä altistetaan siniselle valolle; fluoresenssin voimakkuutta käytetään klorofyllipitoisuuden laskemiseen.
• Fykotsyaniini (sinivihreiden levien väriaine) fluoresoi, kun sitä altistetaan oranssille valolle; fluoresenssin voimakkuutta käytetään sinivihreiden levien pitoisuuden laskemiseen.
Käyttö kentällä
JIDE:n JDMPA-sarjan verkkoanalyysilaitteita käytetään nyt laajalti Kiinassa sijaitsevissa valtamerissä ja suurissa järvissä. Insinöörit arvostavat luotettavaa ja kestävää kotelointia, avointa MODBUS-tiedonsiirtoprotokollaa, joka mahdollistaa helpon verkkoyhteyden, sekä helposti huollettavaa ja vaihdettavaa modulaarista rakennetta. Nämä ominaisuudet ovat tehneet JDMPA-sarjasta ammattilaisten kentällä suosiman valinnan.
EN
