مستشعرات الضغط: مراقبة جودة المياه

يتم تركيب مستشعر العمق في تجويف في الغطاء الطرفي لمجس الماء.

لماذا قد أرغب في قياس العمق أو المستوى؟

العمق هو المسافة تحت سطح الماء. المرحلة هي نفس الشيء، باستثناء أن مستشعرات المرحلة تكون أكثر دقة على مدى أصغر (عادةً 10 أمتار كحد أقصى) من مستشعرات العمق ويتم تنفيسها إلى الغلاف الجوي على السطح. وغالباً ما يستخدم مصطلح “المستوى” بالتبادل مع المرحلة.

يعد العمق، مثل موقع النظام العالمي لتحديد المواقع، علامة قيمة لبيانات جودة المياه من حيث أنه يسمح بإجراء قراءات قابلة للمقارنة على مدى فترات زمنية طويلة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تختلف ديناميكيات المسطحات المائية الطبيعية اختلافًا كبيرًا مع عمق المياه. على سبيل المثال، غالبًا ما يتغير الأكسجين المذاب من التشبع القريب من التشبع إلى ما يقرب من الصفر في المياه العميقة. ويوفر رصد الأكسجين المذاب كدالة للعمق نموذجاً ديناميكياً يمكن مقارنته بظواهر أخرى، مثل هطول الأمطار أو الإنتاج الأولي أو تجمعات الأسماك.

تعتبر أجهزة استشعار المرحلة ذات قيمة في مراقبة المسطحات المائية التي يتوافق فيها تغير بسيط في مستوى المياه مع تغير كبير في حجم المياه، مثل الأراضي الرطبة. وهي ذات قيمة مماثلة بالنسبة للمسطحات المائية التي يتوافق فيها تغير طفيف في المنسوب مع حدث يمكن التنبؤ به، مثل حركة إسفين الملح في مصب النهر.

كيف يتم قياس العمق والمرحلة؟

يقاس العمق والمرحلة بواسطة محولات طاقة قياس الإجهاد، وهي أجهزة استشعار تتغير استجابتها مع تغير الضغط الهيدروستاتيكي (أي عمق الماء). لاحظ أن الضغط الهيدروستاتيكي يتأثر بالضغط البارومتري (BP) – فكلما ارتفع ضغط الدم الهيدروستاتيكي، ارتفع الضغط الهيدروستاتيكي. تتم الإشارة إلى أجهزة استشعار الأعماق إلى ضغط الصفر المطلق، وبالتالي فهي غافلة عن تأثير ضغط الدم على الضغط الهيدروستاتيكي – وهذا أمر جيد، لأن التغيرات الصغيرة في ضغط الدم لا تحدث فرقًا كبيرًا إذا كنت تقيس المسطحات المائية العميقة. لكن حساسات المرحلة متصلة بالغلاف الجوي باستخدام أنبوب تنفيس صغير، للتأكد من عدم الخلط بين التغيرات في ضغط الدم والتغيرات في الضغط الهيدروستاتيكي. يمكن أن يكون ذلك مهمًا إذا كنت مهتمًا بالتغيرات الطفيفة جدًا في المرحلة، حيث إن التغير في ضغط الدم بمقدار 10 ملم زئبقي قد يتم الإبلاغ عنه كتغير بمقدار 0.13 متر من الماء.

يتحدد الضغط الهيدروستاتيكي جزئياً بكثافة الماء، وتزداد كثافة الماء مع زيادة الملوحة. وهذا يعني أنه إذا أضفت ملحًا إلى عمود الماء، ستزداد قراءات العمق والمرحلة على الرغم من عدم تغير مستوى الماء. لكن، إذا كان لديك مجس متعدد يقيس التوصيلية أيضًا يستخدم سولينست يوريكا يستخدم تلك الموصلية لتقدير ملوحة الماء ويستخدم هذا التقدير لتصحيح قراءة العمق أو المرحلة.

تتم معايرة مستشعرات العمق والمرحلة في المصنع للاستجابة للمنحدرات، ولكن يجب إعادة معايرتها من حين لآخر لضبط الصفر. يتم ذلك عن طريق معايرة المستشعر إلى الصفر في الهواء، ومن الأفضل أن يتم ذلك في الموقع الذي سيتم فيه أخذ القياسات.

ما الذي يجب أن أعرفه عن قياس العمق والمرحلة في الميدان؟

ما الذي يجب أن أعرفه عن قياس العمق والمرحلة في الميدان؟

تتمتع مستشعرات العمق والمرحلة بزمن استجابة يقارب الصفر. ومع ذلك، قد تتطلب التغيرات الكبيرة في درجة الحرارة 10 ثوانٍ أو نحو ذلك قبل أن تستقر القراءة.

تكون مستشعرات العمق والمرحلة مغلقة بالكامل باستثناء منفذ صغير، ونادراً ما تحتاج إلى صيانة. ومع ذلك، إذا لاحظت أن المستشعر لم يعد يستجيب للتغيرات في مستوى الماء، فتحقق من عدم انسداد منفذ المستشعر. إذا بدا أنه مسدود، فقم بتنظيفه بعناية فائقة عن طريق رش السدادة بحقنة تحت الجلد مملوءة بماء نظيف. لا تغرز الإبرة في المنفذ.

تستخدم مجسات المرحلة كابلات مزودة بمجفف (علبة مجففة)، في الطرف السطحي للكابل. يمتص المجفف الماء الذي قد يسد أنبوب التهوية بالتكثيف. من الجيد استبدال المواد المجففة داخل المجفف مرة واحدة في السنة أو أكثر إذا لزم الأمر.