Achtergrond van productontwikkeling
Grote watermassa's over de hele wereld—zowel oceanen als meren—worden op verschillende manieren geconfronteerd met vervuiling. Dit komt grotendeels doordat mensen de zelfreinigingscapaciteit van deze uitgestrekte watersystemen hebben overschat, wat heeft geleid tot illegale lozingen die worden gedreven door een vals gevoel van veiligheid. De afgelopen jaren zijn typische watervervuilingscrises op alle grote continenten regelmatig opgetreden.
Australië – Great Barrier Reef: Milieusurveys in 2025 onthulden ernstige eutrofiëring. Voedingszouten zoals stikstof en fosfor werden aangetroffen in kritisch hoge concentraties, wat herhaalde koraalbleekgebeurtenissen en sterrenvisslagopstanden veroorzaakte. Koraalgemeenschappen op de zeebodem hebben uitgebreide schade opgelopen.
Nigeria – Nigerdelta: Olie- en zware-metalenverontreiniging heeft geleid tot massale afsterving van mangroven. De nationale visserij is bijna ingestort en kankerpercentages onder lokale inwoners zijn aanzienlijk gestegen.
Europa – Oostzee: Stikstof- en fosforverontreiniging veroorzaakt bijna elk jaar massale algenbloei, wat de visserijsector ernstig schaadt. Toch blijven afvalwaterafvoeren uit omliggende steden ongecontroleerd.
In China hebben belangrijke waterlichamen zoals het Dianchi-meer, het Tai-meer en het Hong-meer allemaal algenbloei doorgemaakt als gevolg van eutrofiëring. Ook de Zuid-Chinese Zee en de Oost-Chinese Zee zijn ernstig vervuild door afvalwaterafvoeren en olievlekken, wat onbevattelijke economische verliezen heeft veroorzaakt voor de visserij, ecosystemen en het toerisme.
Als reactie op de groeiende vraag naar bewaking van grote waterlichamen heeft JIDE een multi-parameter online sensorsysteem ontwikkeld, specifiek ontworpen voor oceanen en meren. Gezien de huidige technologische beperkingen blijven parameters zoals totaalfosfor en totaalstikstof moeilijk direct te meten met sensoren. Daarom wordt het systeem op open oceanen en in het centrum van grote meren geïmplementeerd op grote boeistations.
Het kan belangrijke parameters meten, waaronder:
• Temperatuur
• pH
• ORP (oxidatie-reductiepotentiaal)
• Geleidingsvermogen/TDS
• Opgeloste zuurstof
• Troebelheid/SS
• Chlorofyl
• Blauwgroene algen
• Kaliumion (K⁺)
• Ammoniumion (NH₄⁺)
• Nitraation (NO₃⁻)
• Chlorideion (Cl⁻)
• Fluorideion (F⁻)
Deze metingen bieden real-time bewaking en vroegtijdige waarschuwingen voor te hoge voedingsstoffenniveaus, eutrofiëring, algenbloei en dalende zuurstofniveaus.
JDMPA-6S – Hoogste configuratie
Het JDMPA-6S-model is de hoogste configuratie in de serie. De hoofdeenheid kan tot zeven sensoren bevatten. De sensoren werken op elektrochemische, optische en fysische detectieprincipes om hun respectievelijke parameters te meten.
Alle sensorporten op de hoofdeenheid gebruiken een universele interface. Sensoren kunnen in elke poort worden geïnstalleerd en de hoofdeenheid herkent automatisch het sensortype. De JDMPA-6S-hoofdeenheid kan sensordata lezen, sensormeetparameters configureren en kalibratiebewerkingen uitvoeren. Afhankelijk van de gebruikersinstellingen kan deze gegevens lokaal opslaan, gegevens verzenden naar een gegevensverzamelplatform of gegevens rechtstreeks naar een pc of mobiele telefoon versturen. Gegevenscommunicatie wordt ondersteund via zowel bedrade als draadloze Bluetooth-transmissie.
Meetprincipes van elk parameter
1. Diepte
JIDE gebruikt een druksensor — een piezoresistief meetelement dat is geïsoleerd door een roestvrijstalen geplooide membraan — om de waterdiepte te meten. Één zijde van de sensor is naar het water gericht, terwijl de andere zijde aan een vacuüm wordt blootgesteld om de druk te meten. De diepte wordt berekend door de atmosferische druk af te trekken van de waterdruk.
Factoren die de dieptemeting beïnvloeden, zijn onder andere luchtdruk, waterdichtheid en temperatuur. Het uitvoeren van een "nul"-calibratie in lucht levert een referentie op ten opzichte van de lokale atmosferische druk.
2. Geleidbaarheid
JIDE gebruikt vier grafietelektroden om de geleidbaarheid van een oplossing te meten. Twee elektroden meten de stroom en de andere twee meten de spanning; de geleidbaarheid wordt berekend op basis van deze metingen. De resulterende geleidbaarheidswaarde wordt vermenigvuldigd met een celconstante (in 1/cm) om deze om te zetten naar geleidbaarheid in millisiemens per centimeter (mS/cm).
Elke sensor bevat een interne temperatuursensor. De temperatuurwaarde die door deze sensor wordt gemeten, wordt echter niet geregistreerd of weergegeven; deze wordt uitsluitend gebruikt voor sensorcompensatie. De calibratie van temperatuurwaarden is gebaseerd op de temperatuursensor van de geleidbaarheidsproef.
3. Opgeloste zuurstof
De optische opgeloste zuurstofsensor van JIDE is gebaseerd op het principe van fluorescerende onderdrukking. Een specifieke golflengte blauw licht wordt gericht op een fluorescerend materiaal dat is aangebracht op een glasdrager, waardoor het materiaal fluorescerend licht uitzendt. In afwezigheid van zuurstof is de duur van de fluorescering het langst. Wanneer zuurstof aanwezig is op het sensormembraan, neemt de duur van de fluorescering af.
Om nauwkeurigheid en stabiliteit te garanderen, wordt tijdens elke meetcyclus een rode lichtbundel naar het fluorescerende materiaal uitgezonden als referentie om de duur van de fluorescering te bepalen.
De zuurstofconcentratie is omgekeerd evenredig met de duur van de fluorescering. Dit verband kan kwantitatief worden beschreven door de Stern-Volmer-vergelijking:
((T₀/T) – 1) versus partiële zuurstofdruk.
Dit is geen strikt lineaire relatie (vooral bij hogere zuurstofdrukken); de relevante gegevens vereisen polynomiale niet-lineaire regressieanalyse. Deze niet-lineaire eigenschap verandert niet significant in de tijd en zal gedurende een lange periode geen invloed hebben op de meetnauwkeurigheid.
4. pH / ORP / AMMO (ammonium) – optioneel
Het systeem bestaat uit een pH-elektrode en een front-end schakelmodule om de zuurgraad/alkaliteit van water te meten, of uit een ORP-elektrode en een front-end schakelmodule om het oxidatie-reductiepotentiaal te meten. ORP is een niet-chemische meting die het gecombineerde potentiaal van alle opgeloste stoffen in het medium weergeeft.
Alternatief kan een ammoniumsensor (NH₄⁺) worden geselecteerd. Deze bestaat uit een ammoniumelektrode en een front-end schakelmodule. Wanneer de ammoniumelektrode samen met een referentie-elektrode wordt gebruikt, wordt een millivoltspanning gemeten, die vervolgens via een specifieke berekeningsmethode wordt omgezet in een ionconcentratiewaarde.
Om onderhoud te vergemakkelijken heeft de sensor een uniek ontwerp waarmee de elektrode of membraankap op locatie kan worden vervangen. Tussen de bovenste circuitmodule en de elektrode bevindt zich een connector. Om de elektrode te vervangen, hoeft u alleen de oude elektrode los te draaien en een nieuwe te monteren—geen aanvullende stappen zijn vereist.
5. Troebelheid
Troebelheid is een indirecte meting van de concentratie van zwevende stoffen in water. De troebelheidssensor zendt infraroodlicht uit naar de monster en meet het licht dat door deeltjes in het water wordt verstrooid. Troebelheid is zowel een belangrijke indicator voor waterkwaliteit als een basisparameter voor het beoordelen van milieuvrageringen. Zwevende stoffen in natuurlijke waterlichamen komen uit een breed scala aan onzekere bronnen (bijv. silt, klei, sediment, algen en organisch materiaal), maar alle deeltjes beïnvloeden de lichttransmissie en genereren een troebelheidssignaal.
6. Totale algen
De totale algenmeter gebruikt dubbele golflengte-excitatie om gelijktijdig de concentraties chlorofyl en blauwgroene algen te meten.
• Chlorofylmoleculen fluoresceren bij blootstelling aan blauw licht; de fluorescentie-intensiteit wordt gebruikt om de chlorofylconcentratie te berekenen.
• Fyco-cyanine (een pigment in blauwgroene algen) fluoresceert bij blootstelling aan oranje licht; de fluorescentie-intensiteit wordt gebruikt om de concentratie blauwgroene algen te berekenen.
Veldtoepassing
De online analyzers van de JDMPA-serie van JIDE worden momenteel op grote schaal gebruikt in oceanen en grote meren in China. Technici waarderen het robuuste en duurzame behuizing, het open MODBUS-communicatieprotocol dat eenvoudige netwerking vergemakkelijkt, en het gemakkelijk onderhoudbare, vervangbare modulaire ontwerp. Deze kenmerken hebben de JDMPA-serie tot een favoriete keuze gemaakt onder vakmensen op dit gebied.
EN
