Termékfejlesztési háttér
A világ nagy víztestei – az óceánok és a tavak egyaránt – különböző mértékű szennyezésnek vannak kitéve. Ennek fő oka, hogy az emberek túlbecsülték ezeknek a hatalmas vízrendszereknek az öntisztulási képességét, ami biztonságérzet hiányában illegális kibocsátásokhoz vezetett. Az utóbbi években tipikus vízszennyezési válságok gyakran fordultak elő minden fő kontinensen.
Ausztrália – Nagy-korallzátony: A 2025-ös környezeti felmérések súlyos eutrofizációt tártak fel. A nitrogén és foszfor tartalmú tápanyag-sók kritikusan magas szinten találhatók, amelyek ismételt korallfehérítési eseményeket és tüskésbogyós kitöréseket okoztak. A tengerfenéken élő korallközösségek jelentős károsodást szenvedtek.
Nigéria – Niger-folyó deltája: Az olaj- és nehézfém-szennyezés széles körű mangrove-kihaláshoz vezetett. Az országos halászati ágazat majdnem összeomlott, és a helyi lakosság körében a rák megbetegedések aránya jelentősen emelkedett.
Európa – Balti-tenger: A nitrogén- és foszfor-szennyezés majdnem minden évben hatalmas algavirágzásokat okoz, amelyek súlyosan károsítják a halászati ipart. Ugyanakkor a környező városokból érkező szennyvíz-kibocsátás továbbra is ellenőrizetlen marad.
Kínában a Dianchi-tó, a Tai-tó és a Hong-tó, valamint más nagy víztestek is eutrofizáció miatt algavirágzásokat tapasztaltak. A Dél-kínai-tenger és a Kelet-kínai-tenger is súlyos szennyeződést szenvedett el szennyvíz-kibocsátások és olajszennyezések következtében, amelyek nem mérhető gazdasági veszteséget okoztak a halászati ágazatnak, az ökoszisztémáknak és a turizmusnak.
A nagy vízfelületek figyelésére irányuló növekvő keresletre válaszul a JIDE egy többparaméteres online érzékelőrendszert fejlesztett ki, amelyet kifejezetten óceánokhoz és tavakhoz terveztek. A jelenlegi technológiai korlátok miatt olyan paraméterek, mint a teljes foszfor és a teljes nitrogén, továbbra is nehezen mérhetők közvetlenül érzékelőkkel. Ezért nyílt óceánokon és nagy tavak közepén a rendszert nagy méretű bójaállomásokra telepítik.
Mérhető kulcsparaméterek:
• Hőmérséklet
• pH
• ORP (oxidációs–redukciós potenciál)
• Vezetőképesség/TDS
• Oldott oxigén
• Zavarosság/SS
• Klorofill
• Kék-zöld algák
• Káliumion (K⁺)
• Ammóniumion (NH₄⁺)
• Nitrátion (NO₃⁻)
• Klóridion (Cl⁻)
• Fluoridion (F⁻)
Ezek a mérések valós idejű figyelést és korai fig cảnhet biztosítanak a túlzott tápanyagszintek, az eutrofizáció, a zöldmoszat-virágzás és a csökkenő oxigénszintek esetén.
JDMPA-6S – Legmagasabb konfiguráció
A JDMPA-6S modell a sorozat legmagasabb konfigurációjú változata. A főegység legfeljebb hét érzékelő befogadására képes. Az érzékelők elektrokémiai, optikai és fizikai érzékelési elveken alapuló mérési módszerekkel határozzák meg a vonatkozó paramétereket.
Az összes érzékelőport a főegységen univerzális interfészt használ. Az érzékelők bármelyik portba telepíthetők, és a főegység automatikusan felismeri az érzékelő típusát. A JDMPA-6S főegység képes érzékelőadatokat olvasni, érzékelőparamétereket konfigurálni és kalibrálási műveleteket végezni. A felhasználó beállításaitól függően helyileg tárolhatja az adatokat, továbbíthatja azokat egy adatgyűjtő platformra, vagy közvetlenül elküldheti őket egy számítógépre vagy mobiltelefonra. Az adatkommunikáció támogatott mind vezetékes, mind Bluetooth vezeték nélküli átvitel esetén.
Minden paraméter mérési elve
1. Mélység
A JIDE nyomásmérő érzékelőt – egy rozsdamentes acélból készült hullámos membránnal elszigetelt piezorezisztív érzékelőelemet – használ a vízmélység mérésére. Az érzékelő egyik oldala a víz felé néz, míg a másik oldala vákuumra van kitéve a nyomás méréséhez. A mélységet úgy számítják ki, hogy a víznyomásból kivonják a légnyomást.
A mélységmérésre ható tényezők közé tartozik a légnyomás, a víz sűrűsége és a hőmérséklet. A „nulla” kalibráció levegőben végzése egy referenciaértéket biztosít a helyi légnyomáshoz viszonyítva.
2. Elektromos vezetőképesség
A JIDE négy grafit elektródát használ a folyadék elektromos vezetőképességének mérésére. Két elektróda áramot, a másik kettő pedig feszültséget mér; az elektromos vezetőképességet ezekből a mérésekből számítják ki. Az így kapott vezetőképesség-értéket egy cellaállandóval (1/cm-ben) szorozzák meg, hogy az eredményt millisiemens per centiméterben (mS/cm) kapják meg.
Minden érzékelő tartalmaz egy belső hőmérséklet-érzékelőt. Azonban ezen érzékelő által mért hőmérséklet-érték nem kerül rögzítésre vagy megjelenítésre; kizárólag az érzékelő kompenzációjára szolgál. A hőmérséklet-értékek kalibrációja a vezetőképesség-mérő elektródán elhelyezett hőmérséklet-érzékelőre támaszkodik.
3. Oldott oxigén
A JIDE optikai oldott oxigénszenzorának működési elve a fluoreszkencia kihalásán (kisülésén) alapul. Egy meghatározott hullámhosszúságú kék fényt irányítanak egy üvegalapra rögzített fluoreszkáló anyagra, amely így fluoreszkálni kezd. Oxigén hiányában a fluoreszkencia időtartama a legnagyobb. Amikor oxigén jelen van a szenzormembránon, a fluoreszkencia időtartama csökken.
A pontosság és az állstabilitás biztosítása érdekében minden mérési ciklus során egy vörös fényt bocsátanak ki a fluoreszkáló anyag felé referenciajelként a fluoreszkencia időtartamának meghatározásához.
Az oxigénkoncentráció fordítottan arányos a fluoreszkencia időtartamával. Ezt az összefüggést kvantitatívan írja le a Stern–Volmer-egyenlet:
((T₀/T) – 1) az O₂ parciális nyomása függvényében.
Ez nem szigorúan lineáris kapcsolat (különösen magasabb oxigénnyomásoknál); a megfelelő adatok polinomiális, nemlineáris regresszióanalízist igényelnek. Ez a nemlineáris jellemző idővel nem változik lényegesen, és hosszú ideig nem befolyásolja a mérés pontosságát.
4. pH / ORP / AMMO (ammonium) – Opcionális
A rendszer egy pH-elektrodából és egy előtét áramkörmodulból áll a víz savasságának/lúgosságának mérésére, illetve egy ORP-elektrodából és egy előtét áramkörmodulból áll az oxidációs-redukciós potenciál mérésére. Az ORP egy nem kémiai mérési érték, amely a közegben oldott összes anyag kombinált potenciálját képviseli.
Alternatív megoldásként kiválasztható egy ammonium (NH₄⁺) érzékelő. Ez egy ammonium-elektrodából és egy előtét áramkörmodulból áll. Amikor az ammonium-elektrodát egy referenciaelektrodával együtt használják, millivoltos feszültséget mérnek, amelyet majd egy specifikus számítási módszer segítségével ionkoncentráció-értékké alakítanak.
A karbantartás megkönnyítése érdekében a szenzor egyedi tervezésű, amely lehetővé teszi az elektród vagy a membránkupak mezőben történő cseréjét. A felső áramkörmodul és az elektróda között egy csatlakozó található. Az elektróda cseréje egyszerű: csak ki kell csavarni a régi elektródát, és be kell szerelni az újat – további lépések nem szükségesek.
5. Zavarosság
A zavarosság a vízben lebegő szilárd anyagok koncentrációjának közvetett mérési eredménye. A zavarossági szenzor infravörös fényt bocsát ki a mintába, és a vízben lévő részecskék által szóródó fényt méri. A zavarosság fontos vízminőségi mutató, valamint alapvető paraméter a környezeti változások értékeléséhez. A természetes vizekben lebegő szilárd anyagok számos, gyakran bizonytalan forrásból származnak (pl. iszap, agyag, üledék, algák és szerves anyagok), de minden részecske befolyásolja a fény átjutását, és zavarossági jelet generál.
6. Összes algamennyiség
A teljes algaszonda kettős hullámhosszú gerjesztést használ a klorofill- és a kék-zöld alga-koncentrációk egyidejű mérésére.
• A klorofill molekulák fluoreszkálnak kék fény hatására; a fluoreszcencia intenzitása alapján számítják ki a klorofill-koncentrációt.
• A fitocianin (a kék-zöld algákban található pigment) fluoreszkál narancssárga fény hatására; a fluoreszcencia intenzitása alapján számítják ki a kék-zöld alga-koncentrációt.
Terepalkalmazás
A JIDE JDMPA sorozatú online analizátorai jelenleg széles körben használatosak Kínában az óceánokban és nagy tavakban. A mérnökök értékelik a robusztus és tartós házazást, az nyitott MODBUS kommunikációs protokollt, amely egyszerű hálózati integrációt tesz lehetővé, valamint az egyszerűen karbantartható, cserélhető moduláris tervezést. Ezek a tulajdonságok tették a JDMPA sorozatot a szakemberek körében népszerű választássá.
EN
