Trübungssensor: Sonde für Wasserqualität

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Sonden für die Wasserqualität

Solinst Eureka, ein weltweit führendes Unternehmen in der Entwicklung und Herstellung von Multiparameter-Wasserqualitätssonden.

 

 

 

 

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Warum Trübung messen?

Die Trübung ist ein Indikator für die Menge an Licht, die eine Wassersäule durchdringt. Klare Gewässer haben eine geringe Trübung, Gewässer mit vielen Schwebstoffen haben eine hohe Trübung.

Die Trübung wird aus mehreren Gründen gemessen. Erstens ist die Trübung ein grober Indikator für den ästhetischen Wert eines Gewässers – ein Fluss mit einer hohen Trübung sieht schlammig und verfärbt aus. Eine hohe Trübung ist ein wichtiger Grund für eine TMDL-Liste.

Zweitens maximiert eine geringe Trübung die Durchlässigkeit für das Sonnenlicht, das für die photosynthetische Produktivität benötigt wird – klare Seen haben eine höhere biologische Produktivität, da ein Minimum an Sonnenlicht durch Schwebeteilchen blockiert wird.

Drittens verringert eine hohe Trübung die Fähigkeit höherer Lebensformen, wie z.B. Fische, zur Nahrungssuche und Fortpflanzung. Andererseits macht eine geringe Trübung die kleineren Fische anfälliger für Fressfeinde.

Veränderungen in den langfristigen Trübungstrends können darauf hindeuten, dass eine genauere chemische Untersuchung des Wassers und seiner Kontaminationsquellen erforderlich ist.

Wie wird die Trübung gemessen?

In natürlichen Gewässern wird die Trübung meist mit einem optischen Sensor gemäß der Norm ISO 7027 gemessen – die Lichtmenge, die von Schwebeteilchen im 90-Grad-Winkel zu einem Infrarotlichtstrahl gestreut wird. In sehr sauberen Gewässern wird nur wenig Licht gestreut, und der Trübungswert ist niedrig. In trüben Gewässern wird viel Licht durch Schwebeteilchen gestreut und der Trübungswert ist hoch.

Es gibt mindestens fünf Probleme bei der Trübungsmessung:

  • Für die Trübung gibt es keine analytische Definition, so dass es keine Möglichkeit gibt, festzustellen, ob ein Trübungswert „korrekt“ ist.
  • Bei der ISO 7027 Spezifikation gibt es einen großen Spielraum, so dass selbst Sensoren, die der ISO 7027 entsprechen, unterschiedliche Werte anzeigen können.
  • Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Sensorausgang zu linearisieren, einschließlich der Anpassung an das Hach 2100 Trübungsmessgerät, der Anpassung an Verdünnungen von Formazin und der Anpassung an Verdünnungen von Polymerperlenstandards.
  • Es gibt verschiedene Kalibrierungslösungen, darunter Formazin, Polymerperlen und einige kundenspezifische Lösungen, die von einzelnen Herstellern formuliert wurden.
  • Es gibt ein Dutzend oder mehr Einheiten zur Trübungsmessung, darunter NTU (nephelometrische Trübungseinheit), FTU (Formazin-Trübungseinheit), NTMU (nephelometrische Trübungs-Multibeam-Einheit), FAU (Formazin-Attenuation-Einheit) und FNU (Formazin-nephelometrische Einheiten) usw., was den Vergleich von Trübungsdatenbanken erschwert.

Die meisten Multiparameter-Instrumente verwenden ISO 7027 und berichten in FNUs oder NTUs. Es gibt noch eine andere Technik, die optische Rückstreuung, die manchmal anstelle des ISO 7027 verwendet wird, da sie Trübungen von bis zu 7000 NTU oder mehr messen kann, während der ISO 7027-Sensor auf etwa 3000 NTU begrenzt ist.

Bei der Trübungsmessung wird eine Zwei-Punkt-Kalibrierung verwendet. Ein Punkt ist der Nullpunkt (trübungsfreies Wasser) und der andere Punkt sollte ein Standard sein, der der Trübung des zu überwachenden Wassers nahe kommt. Bei der Kalibrierung muss darauf geachtet werden, dass externe Einflüsse auf ein Minimum reduziert werden und dass genügend Kalibrierungsstandard verwendet wird, um das „optische Volumen“ des Sensors abzudecken – stellen Sie sich einen Tennisball vor, der auf das Ende des Sensors gesteckt wird; stellen Sie sicher, dass sich in dem von diesem Ball repräsentierten Volumen nichts außer der Kalibrierungslösung befindet.

Solinst Eureka empfiehlt sowohl Polymer-Perlen-Kalibrierlösungen als auch Formazin-Standards.

solinst eureka trübungssensor

Trübungssensor für
Wasserqualitätssonden

    • Bereich
      0 bis 4000 FNU
    • Genauigkeit
      ±.3 FNU oder ±2% vom Messwert w.i.g., 0 – 1000 FNU
      ±4% vom Messwert, 1000 – 4000 FNU
    • Auflösung
      0.01
    • Einheiten
      FNU (NTU optional)
    • Kalibrierung
      zwei Punkte mit laborqualifizierter Probe, Formazin,
      oder Polymerperlenlösung
    • Wartung
      Reinigung und Kalibrierung
      Gelegentlicher Austausch des Wischerelements
    • Lebensdauer der Sensoren
      3 Jahre
    • Sensor Typ
      ISO 7027 Standard mit integriertem Wischer

    Was sollte ich über die Trübungsmessung wissen?

    Trübungsmessungen werden durch andere Wasserbedingungen (wie die Temperatur) nicht stark beeinflusst. Allerdings ist jegliches Material (Algen, Sedimente usw.), das sich auf den optischen Oberflächen des Trübungssensors ansammelt, nicht von Material im Wasser zu unterscheiden. Deshalb verfügen die meisten Trübungssensoren über Wischer zur Reinigung der Fenster. Trübungssensoren benötigen keine regelmäßige Wartung, außer der Reinigung, dem gelegentlichen Austausch der Wischer und der Kalibrierung. Das/die Sensorfenster sollten auch regelmäßig auf Kratzer untersucht werden, die die Messwerte beeinträchtigen könnten.

    Merkmale des Trübungssensors von Solinst Eureka

    Alle ISO 7027 Trübungssensoren arbeiten ähnlich, aber alle sind von Natur aus nicht linear. Die Ausgabe des Trübungssensors von Solinst Eureka wurde mit Formazin linearisiert, das aufgrund seiner Rolle bei der Quantifizierung der Trübung als Linearisierungsmedium ausgewählt wurde.

    Selbst wenn zwei ISO 7027 Trübungssensoren verschiedener Hersteller mit demselben Formazin-Standard kalibriert werden und beide über den gesamten Messbereich des Sensors linear sind, können sie dennoch unterschiedliche Trübungswerte anzeigen, wenn sie nebeneinander im selben Feldwasser gemessen werden. Das Ausmaß des Unterschieds hängt von der Zusammensetzung des Wassers ab. Keiner der Sensoren ist richtig oder falsch – sie unterscheiden sich nur aufgrund des Spielraums bei der Definition von Trübung und aufgrund der verschiedenen Linearisierungs- und Filtermethoden. Eureka hat eine „Korrektur“-Lösung. Die Ausgabe des Trübungssensors von Eureka kann modifiziert werden, so dass seine Daten mit den Daten vergleichbar sind, die Sie bereits mit einem früher verwendeten Sensor gesammelt haben – oder vielleicht mit einem Modell, das noch in Gebrauch ist. Dies geschieht mit der Funktion „Benutzerdefinierte Parameter“ der Manta-Software. Ein Korrekturfaktor (der anhand von Feldtests ermittelt wurde) wird angewendet, um den leichten Versatz zu korrigieren. Obwohl eine merkliche Verschiebung nicht zu erwarten ist, bietet dies eine Möglichkeit, die erwarteten Werte auf der Grundlage historischer Trübungsdaten zu melden.

    Der Trübungssensor von Solinst Eureka verwendet eine bescheidene Filterfunktion, um Datenspitzen (sowohl positive als auch negative) zu entfernen, die durch relativ große Objekte wie Blasen und Blattreste verursacht werden, die normalerweise nicht als Trübungspartikel gelten und deren Spitzen nicht in den Trübungsdaten erscheinen sollten. Der Filterzeitraum (fünf Sekunden) ist kurz und stellt sicher, dass echte Trübungstrends in natürlichen Gewässern genau erhalten bleiben.

    Das Wischerelement des Trübungssensors von Solinst Eureka ist wie der Wischer eines Fensterputzers aufgebaut. Die Wischer anderer Hersteller sind in der Regel saugfähige Pads oder Bürsten, die eher dazu neigen, Sand mitzunehmen, der das optische Fenster des Sensors zerkratzt. Der Wischer des Eureka Trübungssensors lässt sich leicht und zu geringen Kosten austauschen.

    Suspendierte Feststoffe insgesamt (TSS)

    Es gibt keine direkte Möglichkeit, den TSS zu messen, da es Schwebstoffe in so vielen Größen, Formen und Farben gibt. Wenn Ihre Schwebstoffsituation jedoch relativ stabil ist, d.h. Ihre Schwebstoffe sind nicht an einem Tag winzige Tonpartikel und am nächsten Tag grobe organische Partikel, können Sie ein Diagramm erstellen, das die TSS- und Trübungsdaten miteinander in Beziehung setzt.

    Messen Sie die Trübung von einem Liter Ihres „typischen“ Wassers und bestimmen Sie dann den TSS mit herkömmlichen Labormethoden. Als nächstes verdünnen Sie Ihre ursprüngliche Wasserprobe mit 50% entionisiertem Wasser und wiederholen die Trübungs-TSS-Analysen. Schließlich verdünnen Sie die verdünnte Probe um weitere 50% und wiederholen die Trübungs-TSS-Analysen. Sie haben nun drei Trübungsmesswerte, jeder mit einer entsprechenden TSS-Zahl. Wenn Sie Glück haben, werden Sie eine lineare Beziehung zwischen Trübung und TSS feststellen. Andernfalls müssen Sie möglicherweise eine komplexere Beziehung für die Schätzung des TSS-Wertes aus den Trübungsmesswerten ermitteln, zum Beispiel mit der Trendlinienfunktion von Excel.

    Das obige Verfahren verwendet die Methode der seriellen Verdünnung (50 %), um drei Datenpaare zu erhalten, aber Sie können jede beliebige Verdünnungsreihe und eine beliebige Anzahl von Verdünnungen verwenden.

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