Датчик аммиачного азота для многопараметрического мониторинга воды

Он Датчик аммиачного азота JW-NHN-302(K16) предназначен для непрерывного онлайн-мониторинга. NH4+, NH3, K+, pH и температура в применении для очистки сточных вод, аквакультуры, очистки воды для нужд окружающей среды и промышленных целей.

На основе ионоселективный электрод (ИСЭ) Метод измерения, при котором датчик напрямую измеряет ионы аммония, сочетает автоматическую температурную компенсацию, компенсацию pH и компенсацию ионов калия, что позволяет получать более полезные данные о качестве воды, связанные с аммиаком, в условиях изменяющейся местности.

С RS485 Modbus RTU, Благодаря степени защиты от воды IP68 и монтажному интерфейсу 3/4 NPT, датчик может быть подключен к ПЛК, RTU, системам DCS, регистраторам данных, шлюзам IoT и платформам удаленного мониторинга качества воды.

Что такое датчик аммиачного азота?

Датчик аммиачного азота — это прибор для мониторинга качества воды, работающий в режиме онлайн и используемый для непрерывного контроля содержания азота, связанного с аммиаком, в воде.

Прибор JW-NHN-302(K16) использует ионоселективный электрод для измерения NH4+ и объединяет результаты измерения с данными по NH3, калию, pH и температуре.

Этот многопараметрический подход обеспечивает дополнительный контекст для применений, где условия содержания аммиака могут меняться со временем, таких как очистка сточных вод, системы аквакультуры, реки, озера и промышленная водоочистка.

Вместо того чтобы полагаться только на периодический ручной отбор проб, онлайн-датчик может непрерывно передавать данные на RTU, PLC, SCADA-систему или облачную платформу для анализа тенденций, оповещения и удаленного мониторинга.

Обзор продукта

JW-NHN-302(K16) — это многопараметрический онлайн-датчик аммиачного азота, разработанный для непрерывного мониторинга качества воды.

Датчик использует ПВХ-мембранный аммоний-ион-селективный электрод для обнаружения NH4+. Помимо аммония, он отслеживает:

• свободный аммиак NH3;
• ион калия K+;
• pH;
• температура.

Интегрированные функции компенсации помогают учитывать важные переменные, влияющие на измерение аммиака в режиме реального времени.

В систему включена автоматическая температурная компенсация Pt1000, а также компенсация pH в диапазоне 4–10 и компенсация ионов калия в диапазоне 0–1000 мг/л.

Интерфейс RS485 Modbus RTU позволяет подключать датчик к промышленному оборудованию и устройствам мониторинга IoT, включая:

• Системы ПЛК;
• системы DCS;
• RTU;
• блоки сбора данных;
• промышленные компьютеры;
• IoT-шлюзы;
• онлайн-платформы для оценки качества воды.

Корпус из ПВХ и ПОМ, степень защиты IP68 и монтажный интерфейс 3/4 NPT делают датчик пригодным для длительного подводного мониторинга при условии соблюдения требований к установке и техническому обслуживанию.

Технические характеристики

Зачем одновременно контролировать уровни NH4+, NH3, pH, температуру и калий?

Мониторинг аммиака становится более эффективным, когда система датчиков учитывает условия воды, окружающие место измерения аммиака.

Таким образом, прибор JW-NHN-302(K16) отслеживает несколько взаимосвязанных параметров, а не только одно значение NH4+.

NH4+ — ион аммония

Концентрация NH4+ измеряется непосредственно ионоселективным электродом.

Непрерывный сбор данных об уровне NH4+ может помочь операторам выявлять изменения в содержании азота, связанного с аммиаком, с течением времени и сравнивать концентрации в различных точках мониторинга или на разных этапах обработки.

NH3 — Свободный аммиак

NH3 — это неионизированная форма аммиака.

Ионы NH4+ и NH3 сосуществуют в воде, и баланс между ними изменяется в зависимости от химического состава воды. Мониторинг NH3 вместе с NH4+ может предоставить дополнительную информацию для применения в аквакультуре, очистке сточных вод и охране окружающей среды.

pH

Значение pH является важным параметром при оценке условий содержания аммиака, поскольку изменения pH влияют на соотношение между аммонием и свободным аммиаком.

Прибор JW-NHN-302(K16) включает функцию измерения pH и поддерживает компенсацию pH в диапазоне от 4 до 10.

Температура

Температура — ещё один важный фактор, влияющий на содержание аммиака в воде.

Датчик объединяет измерение температуры и использует элемент Pt1000 для автоматической температурной компенсации.

Ион калия

При определенных условиях воды калий может создавать помехи при измерениях с использованием селективного электрода для ионов аммония.

Таким образом, датчик измеряет концентрацию K+ и поддерживает компенсацию ионов калия в диапазоне от 0 до 1000 мг/л.

Это особенно полезно в тех случаях, когда состав воды меняется со временем, а простой однопараметрический аммониевый зонд может обеспечить лишь ограниченный контекст измерений.

Как работает датчик аммиачного азота?

В датчике используется ионоселективный электрод для обнаружения ионов аммония в воде.

Упрощенный процесс измерения выглядит следующим образом:

Вода → Ионоселективный электрод NH4+ → Электрический сигнал → Компенсация температуры / pH / K+ → Цифровое измерение → RS485 Modbus RTU

Чувствительная мембрана реагирует на активность ионов аммония в воде.

Сигнал обрабатывается вместе с данными компенсации температуры, pH и содержания калия, после чего результаты измерения передаются в подключенную систему мониторинга.

Полученные данные затем можно использовать для:

• непрерывный мониторинг тенденций;
• Выявление нештатных ситуаций;
• наблюдение за процессом лечения;
• Управление водными ресурсами в аквакультуре;
• мониторинг окружающей среды;
• дистанционная сигнализация;
• Визуализация SCADA;
• Интеграция IoT-платформы.

Онлайн-мониторинг аммиака против периодического лабораторного анализа

В программе мониторинга качества воды онлайн-датчики и лабораторные исследования выполняют разные функции.

Таким образом, онлайн-датчик аммиачного азота не следует рассматривать как замену всем лабораторным анализам.

Однако этот метод особенно ценен в тех случаях, когда операторам необходимы непрерывные данные между интервалами отбора проб в лаборатории.

Мониторинг аммиака в процессе очистки сточных вод

Очистка сточных вод — одно из основных применений непрерывного измерения содержания аммиачного азота.

Концентрация аммиака может изменяться на разных этапах процесса очистки. Периодические ручные пробы могут не фиксировать кратковременные колебания, в то время как онлайн-датчик обеспечивает непрерывные данные, которые могут быть интегрированы с системами управления и мониторинга установки.

Возможные точки установки включают:

• Мониторинг поступающих сточных вод;
• резервуары для биологической очистки;
• точки мониторинга процесса;
• Очищенные сточные воды на выходе;
• муниципальные очистные сооружения;
• системы очистки промышленных сточных вод;
• места мониторинга сбросов.

Датчик можно использовать совместно с другими параметрами качества воды, такими как:

• растворенный кислород;
• нитрат;
• pH;
• проводимость;
• мутность;
• соленость;
• ТПК;
• температура.

Таким образом, данные об уровне аммиака становятся частью более широкой стратегии мониторинга сточных вод, а не отдельным измерением.

Мониторинг аммиака в аквакультуре

Аммиак является важным параметром в рыбоводных прудах, креветочных фермах и системах рециркуляционного рыбоводства.

Непрерывные измерения могут помочь операторам отслеживать изменения концентрации NH4+, NH3, pH и температуры по мере изменения условий воды в процессе кормления, биологической активности, водообмена и очистки.

Типичная конфигурация системы мониторинга качества воды в аквакультуре может включать в себя:

Аммиак + Растворенный кислород + pH + Температура + Проводимость / Соленость

Данные с датчиков могут собираться устройством дистанционного управления (RTU), контроллером или IoT-шлюзом и передаваться на локальную или облачную платформу.

Этот тип архитектуры полезен для:

• рыбоводство;
• разведение креветок;
• рециркуляционные системы аквакультуры;
• мониторинг пруда;
• инкубаторы;
• научно-исследовательские проекты в области аквакультуры.

Мониторинг рек, озер и водохранилищ

Датчик аммиачного азота также может быть интегрирован в системы мониторинга качества поверхностных вод.

Типичные области применения включают:

• реки;
• озера;
• водохранилища;
• каналы;
• мониторинг водосборного бассейна;
• мониторинг сельскохозяйственного стока;
• станции охраны окружающей среды.

Для удаленных пунктов мониторинга датчик RS485 может быть подключен к блоку сбора данных или коммуникационному шлюзу для удаленной телеметрии.

Сочетание мониторинга аммиака с другими параметрами, такими как растворенный кислород, электропроводность, мутность, pH и температура, позволяет операторам составить более полную картину изменений состояния воды.

Изучите JW-IoT Датчики качества воды для дополнительных параметров, используемых в многопараметрических системах мониторинга воды.

Мониторинг промышленных сточных вод и сбросов

На промышленных предприятиях может потребоваться мониторинг аммиака в рамках систем контроля технологической воды, очистки сточных вод или мониторинга сбросов.

Датчик может быть установлен в подходящих точках мониторинга и подключен к оборудованию промышленной автоматизации через интерфейс RS485 Modbus RTU.

Типичные компоненты системы могут включать в себя:

• Датчик аммиачного азота;
• контроллер сбора данных;
• ПЛК;
• промышленный компьютер;
• HMI;
• РТУ;
• коммуникационный шлюз;
• SCADA-платформа;
• Платформа облачного мониторинга.

Окончательную конфигурацию системы следует выбирать в соответствии с фактическими характеристиками воды, диапазоном концентраций, условиями установки, требованиями к техническому обслуживанию и архитектурой связи.

Как выбрать правильный диапазон измерений

Прибор JW-NHN-302(K16) предлагает два варианта диапазона измерения NH4+:

• 0–100,0 мг/л
• 0–1000,0 мг/л

Доступные варианты линейки NH3:

• 0–15,0 мг/л
• 0–150,0 мг/л

Самый высокий доступный диапазон частот не всегда является лучшим выбором.

Перед выбором конфигурации датчика определите ожидаемую нормальную концентрацию и возможную пиковую концентрацию в месте мониторинга.

Для оценки проекта мы рекомендуем подтвердить следующее:

1. целевой тип воды;
2. ожидаемая концентрация NH4+;
3. максимальная концентрация аммиака;
4. типичный диапазон pH;
5. температура воды;
6. концентрация калия, если имеется;
7. место установки;
8. давление воды;
9. глубина мониторинга;
10. интерфейс связи;
11. Расстояние между кабелями;
12. потребовались дополнительные параметры качества воды.

Предоставление репрезентативных исторических данных о качестве воды может помочь определить, какой диапазон измерений более подходит для проекта.

От датчика к облаку: архитектура онлайн-мониторинга аммиака

Датчик аммиачного азота может использоваться в качестве одного из компонентов комплексной системы дистанционного мониторинга воды.

Типичная архитектура выглядит следующим образом:

Датчик аммиачного азота
↓
RS485 Modbus RTU
↓
ПЛК / Регистратор данных / RTU / IoT-шлюз
↓
4G / LoRaWAN / Ethernet или другая коммуникационная сеть
↓
Облачный сервер / SCADA-платформа
↓
Панель управления / API / Система сигнализации

Это позволяет автоматически собирать данные об уровне аммиака в полевых условиях и объединять их с данными других датчиков качества воды.

Коммуникационные продукты JW-IoT поддерживают такие технологии, как RS485, 4G, LoRaWAN, Ethernet и подключение к шлюзу для приложений «датчик-платформа».

Посмотрите наши Коммуникационные устройства для интеграции в систему удаленного мониторинга.

Для проектов, требующих локального сбора данных или управления технологическими процессами, см. JW-IoT. Контроллеры и устройства сбора данных.

Специализированный датчик аммиака или многопараметрический зонд для измерения качества воды?

Для разных проектов требуются разные архитектуры датчиков.

Прибор JW-NHN-302(K16) подходит в тех случаях, когда основным требованием к мониторингу являются параметры, связанные с аммиаком, и проект нуждается в следующем:

• NH4+;
• NH3;
• K+;
• pH;
• температура.

Для приложений, требующих большего количества параметров в одном интегрированном приборе, более подходящим может быть конфигурируемый многопараметрический зонд.

JW-IoT также предоставляет Многопараметрический датчик качества воды с функцией самоочистки который можно настроить с помощью таких параметров, как растворенный кислород, ХПК, pH, ОВП, электропроводность, соленость, аммоний, мутность и температура.

Отбор должен основываться на следующих критериях:

• необходимые параметры;
• состояние качества воды;
• диапазоны измерений;
• частота мониторинга;
• среда установки;
• требования к техническому обслуживанию;
• архитектура связи;
• количество пунктов мониторинга.

Инструкция по установке

Датчик поддерживает погружную установку благодаря своему резьбовому соединению 3/4 NPT.

Для обеспечения стабильной работы установка должна соответствовать требованиям к датчикам, указанным ниже.

Угол установки

Не устанавливайте датчик вверх ногами или полностью горизонтально.

Зонд следует устанавливать под углом наклона не менее 15°.

Перед установкой проверьте электрод.

Перед установкой проверьте головку мембраны на наличие пузырьков воздуха.

Если присутствуют пузырьки:

• держите датчик вертикально;
• Встряхните его вниз в сторону защитного колпачка с мембраной; или
• Слегка постучите несколько раз по внешней стороне защитного колпачка.

Это помогает удалить пузырьки воздуха из головки электродной мембраны.

Защита полевой проводки

Для длительной эксплуатации в воде, морской воде или во влажной среде на открытом воздухе:

• Гидроизоляция всех соединений проводов;
• защитить кабельные соединения от влаги;
• Используйте соответствующую коррозионно-стойкую защиту для кабеля со стороны пользователя.

Место установки должно обеспечивать репрезентативный контакт с водой, а также делать возможным проведение технического обслуживания и калибровки в будущем.

Активация электрода перед использованием

Перед проведением первого измерения чувствительную мембрану следует подготовить в соответствии с инструкцией к датчику.

Электрод можно замачивать примерно на 2 часа в смешанном растворе, содержащем:

• Стандартный раствор ионов аммония концентрацией 10 мг/л;
• Стандартный раствор ионов калия концентрацией 10 мг/л.

Это активирует чувствительную мембрану перед измерением.

Правильная подготовка электрода важна для обеспечения стабильной ионоселективной работы электрода.

Калибровка и техническое обслуживание

Датчик поддерживает двухточечную калибровку.

Регулярное техническое обслуживание важно для долговременного онлайн-мониторинга аммиака, поскольку чувствительная мембрана непосредственно контактирует с водой.

Частота технического обслуживания зависит от области применения и состояния воды.

Сточные воды, воды, содержащие взвешенные твердые частицы или биологические наросты, могут нуждаться в более частом осмотре, чем относительно чистая вода.

Рекомендуемые проверки включают:

• Осмотрите поверхность мембраны;
• проверить наличие депозитов;
• Осмотрите корпус датчика;
• проверьте кабели и водонепроницаемые соединения;
• проверить стабильность измерений;
• При необходимости выполните калибровку;
• Сравните показания, полученные в режиме реального времени, с соответствующими эталонными измерениями.

Хранение и чистка

Если электрод хранится в течение ночи или более длительного периода:

1. Промойте головку электрода деионизированной водой;
2. мягко впитывать поверхностную влагу;
3. Верните его в оригинальную защитную упаковку.

Избегайте длительного хранения в дистиллированной воде или растворах, содержащих белок.

Избегайте контакта чувствительной мембраны с силиконовой смазкой.

Если в процессе длительной эксплуатации на ПВХ-мембране появятся отложения, тщательно промойте мембрану дистиллированной или деионизированной водой.

Если после надлежащего технического обслуживания не удается восстановить стабильную калибровку и измерения, электрод следует заменить.

Типичные конфигурации системы мониторинга аммиака

Очистные сооружения сточных вод

Датчик аммиака + Датчик растворенного кислорода + Датчик pH + Датчик проводимости → ПЛК / RTU → SCADA

Данная конфигурация обеспечивает непрерывный мониторинг процесса на выбранных этапах обработки.

Мониторинг аквакультуры

Датчик аммиака + Оптический датчик растворенного кислорода + pH + Температура + Проводимость / Соленость → Шлюз → Облачная платформа

Подходит для прудов и систем рециркуляционного рыбоводства.

Удалённая станция поверхностных вод

Датчик аммиака + Многопараметрические датчики воды → RTU → 4G / LoRaWAN → Облачная платформа

Подходит для проектов по мониторингу рек, озер, водохранилищ и окружающей среды.

Сеть мониторинга водных ресурсов, охватывающая несколько объектов

Несколько станций мониторинга могут передавать данные на централизованную платформу, что позволяет операторам сравнивать состояние качества воды в разных местах.

Совместимые параметры качества воды

Для полноценной станции мониторинга качества воды может потребоваться нечто большее, чем просто измерение уровня аммиака.

В зависимости от требований проекта, датчик аммиачного азота может быть объединен со следующими компонентами:

• оптический растворенный кислород;
• pH;
• ОРП;
• проводимость;
• соленость;
• мутность;
• ТПК;
• нитрат;
• температура;
• другие параметры качества воды.

Для более широкого выбора ознакомьтесь с нашим ассортиментом. Серия датчиков качества воды.

JW-IoT также предоставляет Оптический датчик растворенного кислорода для онлайн-мониторинга воды для аквакультуры, мониторинга сточных вод и состояния окружающей среды.

Почему стоит использовать RS485 Modbus RTU для онлайн-мониторинга воды?

В устройстве JW-NHN-302(K16) для цифровой связи используется протокол RS485 Modbus RTU.

Этот интерфейс широко используется в промышленной автоматизации и мониторинге окружающей среды, поскольку позволяет интегрировать датчик с различными системами сбора данных и управления.

К совместимому оборудованию могут относиться:

• ПЛК;
• системы DCS;
• RTU;
• промышленные компьютеры;
• регистраторы данных;
• IoT-шлюзы;
• терминалы мониторинга.

Для удаленных проектов сигнал RS485 может быть принят совместимым шлюзом или RTU и передан по беспроводной или проводной сети связи.

Это помогает отделить уровень сбора данных от уровня связи и предоставляет системным интеграторам большую гибкость при проектировании сетей полевого мониторинга.

Какую информацию необходимо предоставить перед оформлением заказа?

Для рекомендации подходящей конфигурации мониторинга аммиачного азота, пожалуйста, по возможности предоставьте следующую информацию о проекте:

• приложение;
• тип воды;
• ожидаемый диапазон концентрации NH4+;
• максимальная концентрация NH4+;
• ожидаемый уровень pH;
• рабочая температура;
• концентрация калия, если известна;
• глубина мониторинга;
• способ установки;
• количество точек мониторинга;
• длина кабеля;
• имеющийся источник питания;
• Требования к ПЛК или RTU;
• Требования к беспроводной связи;
• Требования к облачной платформе;
• требуются другие параметры качества воды.

Предоставление этих сведений помогает определить, соответствует ли стандартная конфигурация датчиков фактической среде мониторинга.

Приложения

Датчик аммиачного азота JW-NHN-302(K16) можно использовать для следующих целей:

1. Очистка сточных вод

Непрерывный мониторинг содержания NH4+, NH3, pH, калия и температуры в системах муниципальных и промышленных сточных вод.

2. Аквакультура

Мониторинг содержания аммиака в рыбоводных прудах, креветочных фермах и системах рециркуляционного рыбоводства.

3. Мониторинг рек

Непрерывное измерение уровня аммиака в рамках работы станций мониторинга качества речной воды.

4. Мониторинг озер и водохранилищ

Интеграция с многопараметрическими системами мониторинга поверхностных вод.

5. Промышленные сточные воды

Онлайн-мониторинг аммиака в технологических водах и сточных водах.

6. Мониторинг сельскохозяйственного стока

Мониторинг качества воды, связанного с содержанием питательных веществ, в подходящих местах стока или водоотведения.

7. Станции экологического мониторинга

Интеграция с удаленными терминалами, системами связи и централизованными платформами для мониторинга качества воды.

8. Исследования и тестирование качества воды

Непрерывные полевые измерения и экспериментальный мониторинг, требующие получения данных в режиме реального времени о концентрации NH4+, NH3, pH, калия и температуре.

Создайте онлайн-систему мониторинга аммиака.

Непрерывный мониторинг аммиака становится более эффективным, когда полевые измерения интегрируются с программным обеспечением для сбора данных, связи и мониторинга.

Полная система может включать в себя:

Датчик аммиачного азота + другие датчики качества воды + RTU/контроллер + коммуникационный шлюз + облачная/SCADA платформа

В зависимости от проекта, сеть мониторинга может быть спроектирована для следующих целей:

• очистные сооружения сточных вод;
• рыбоводческие хозяйства;
• реки;
• озера;
• водохранилища;
• промышленные сточные воды;
• станции экологического мониторинга;
• Многосайтовые интеллектуальные сети водоснабжения.

Для удаленного подключения изучите JW-IoT. Коммуникационные устройства.

Для локального сбора данных и управления системой изучите JW-IoT. Контроллеры.

Запросить настройку системы мониторинга аммиачного азота

Выбор онлайн-датчика аммиака должен основываться на фактических условиях воды и требованиях системы, а не только на диапазоне измерений.

При обращении в JW-IoT, пожалуйста, предоставьте следующую информацию:

Область применения + Диапазон концентрации NH4+ + Состояние воды + Количество точек мониторинга + Способ связи + Необходимые дополнительные параметры

Наша команда может помочь оценить архитектуру датчиков и систем мониторинга для проектов по мониторингу сточных вод, аквакультуры, водных ресурсов и промышленных объектов.

Обратитесь в компанию JW-IoT для выбора продукции, системной интеграции и реализации проектов по мониторингу качества воды.