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. والمرحلة هي نفس الشيء، باستثناء أن أجهزة استشعار المرحلة أكثر دقة على مدى أصغر (عادةً 10 أمتار كحد أقصى) من أجهزة استشعار العمق ويتم تنفيسها إلى الغلاف الجوي عند 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 شبه 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 لرصد المسطحات المائية التي يتوافق فيها تغير طفيف في منسوب المياه مع تغير كبير في حجم المياه، مثل الأراضي الرطبة. كما أنها ذات قيمة مماثلة بالنسبة للمسطحات المائية التي يتوافق فيها التغير الطفيف في منسوب المياه مع حدث يمكن التنبؤ به، مثل حركة إسفين الملح في مصب النهر.

كيف يتم قياس العمق والمرحلة؟

يتم قياس 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 الهيدروستاتيكي (BP) – فكلما ارتفع الضغط الهيدروستاتيكي ارتفع الضغط الهيدروستاتيكي. تتم الإشارة إلى مستشعرات الأعماق إلى الضغط صفر المطلق، وبالتالي فهي غافلة عن تأثير الضغط الجوي على الضغط الهيدروستاتيكي – وهذا أمر جيد، لأن التغيرات الصغيرة في الضغط الجوي لا تحدث فرقًا كبيرًا إذا كنت تقيس المسطحات المائية العميقة. لكن حساسات المرحلة متصلة بالغلاف الجوي بأنبوب تنفيس صغير، للتأكد من عدم الخلط بين التغيرات في ضغط الدم والضغط الهيدروستاتيكي. قد يكون ذلك مهمًا إذا كنت مهتمًا بالتغيرات الطورية الصغيرة جدًا، حيث إن التغير في ضغط الدم بمقدار 10 ملم زئبق قد يتم الإبلاغ عنه كتغير بمقدار 0.13 متر من الماء.

يتم تحديد الضغط الهيدروستاتيكي جزئيًا من خلال كثافة الماء، وتزداد كثافة الماء مع زيادة الملوحة. وهذا يعني أنه إذا أضفت ملحًا إلى عمود الماء، ستزداد قراءات العمق والمرحلة على الرغم من أن مستوى الماء لا يتغير. لكن، إذا كان لديك مسبار متعدد يقيس التوصيلية أيضًا يستخدم سولينست يوريكا يستخدم هذه الموصلية لتقدير ملوحة الماء ويستخدم هذا التقدير لتصحيح قراءة العمق أو قراءة المنصة.

تتم معايرة حساسات العمق والمرحلة في المصنع للاستجابة للانحدار، ولكن يجب إعادة معايرتها أحيانًا لضبط الصفر. ويتم 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 صفري تقريبًا. ومع ذلك، قد تتطلب التغيرات الكبيرة في درجة الحرارة 10 ثوانٍ أو نحو ذلك قبل أن تستقر القراءة.

حساسات العمق والمرحلة مغلقة بالكامل باستثناء منفذ صغير، ولذلك نادراً ما تحتاج إلى صيانة. ومع ذلك، إذا لاحظت أن المستشعر لم يعد يستجيب للتغيرات في مستوى المياه، تحقق للتأكد من عدم انسداد منفذ المستشعر. إذا بدا أنه مسدود، قم بتنظيفه بعناية فائقة عن طريق سكب السدادة بحقنة تحت الجلد مملوءة بالماء النظيف. 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 الموجودة داخل المجفف مرة واحدة في السنة أو أكثر إذا لزم الأمر.