Monitoring van verzilting, de rol van EC sensoren

Verzilting is een groeiend probleem voor landbouw en drinkwaterbronnen. Het monitoren van zoutgehalten in water is een essentieel onderdeel van duurzaam waterbeheer. In deze blog bespreken we hoe LinkBlue EC sensoren gebruikt voor het monitoren van verzilting en hoe je de juiste sensor met de juiste K-factor kiest.

Wat is verzilting?

Verzilting verwijst naar de ophoping van zouten in bodem en water, wat ernstige gevolgen kan hebben voor landbouwproductiviteit en drinkwaterkwaliteit. Factoren zoals overmatig gebruik van irrigatiewater, zeewaterintrusie en klimaatverandering dragen bij aan dit probleem.

Het belang van EC Monitoring:

Elektrische geleidbaarheid (EC, electrical conductivity) is een maat voor de concentratie van opgeloste zouten in water. EC-waardes worden uitgedrukt in Millisiemens per centimeter.

Het monitoren van EC helpt bij het identificeren van verziltingsproblemen en het nemen van tijdige maatregelen om schade te voorkomen. Dit is essentieel voor het behoud van vruchtbare landbouwgronden en veilige drinkwaterbronnen.

Kiezen van de juiste EC Sensor:

K-factor, temperatuur compensatie, type materiaal, aantal meetelektrode en de noodzaak van een meetversterker/omvormer.  De bouwvorm van EC sensoren laten we in deze sectie even buiten beschouwing, omdat in oppervlaktewater een onderdompelbare variant wordt toegepast.

Er zijn veel verschillende types EC sensoren beschikbaar, elk met een specifieke K-factor die het meetbereik bepaalt. Het kiezen van de juiste sensor hangt af van de specifieke toepassing:

• K=0.1: Voor laaggeleidend water zoals gedemineraliseerd water (er zijn ook EC sensoren verkrijgbaar met een celconstande van K=0,01 voor ultrazuiver water).
• K=1.0: Voor algemeen gebruik in zoet water.
• K=10: Voor hooggeleidende oplossingen zoals zeewater.

Naast de K-factor, is het belangrijk om te kijken naar de opbouw van de sensor, het toegepaste materiaal van de meetelektrode en hoeveel elektrode zijn toegepast (2 of 4).

Veelgebruikte materialen voor de meetelektrode zijn RVS, Platina, Grafiet en titanium. Elk materiaal heeft zijn voor- en nadelen afhankelijk van de toepassing. Denk hierbij aan nauwkeurigheid van de meting en corrosiebestendigheid (duurzaamheid), natuurlijk heeft elk materiaal een ander prijsniveau en is het belangrijk te kijken naar de eisen per toepassing op het vlak van nauwkeurigheid, duurzaamheid en prijs.

Dan komen we bij de meetomvormer of ook meetversterker genoemd. Bij EC sensoren wordt vaak een meetversterker of omvormer gebruikt om het zwakke elektrische signaal dat door de sensor wordt gegenereerd (mV) te versterken en te optimaliseren voor verdere verwerking of registratie. De belangrijkste functies van deze omvormer:

• Signaalversterking: versterken en omzetten van het meetsignaal naar een veelgebruikt signaal zoals 0-10V, 4-20mA of buscommunicatie (bijvoorbeeld modbus RTU).
• Signaalconditionering: Kleine meetafwijkingen en ruis filteren om een zo zuiver mogelijke meting te krijgen
• Polarisatiebeheer: Op de elektrode van een EC sensor kan een polariserend effect optreden. Deze laagjes (vervuiling) kunnen de nauwkeurigheid van de meting verminderen doordat de geleidbaarheid beinvloed wordt. Meetversterkers kunnen polarisatie voorkomen/verminderen door periodiek de polariteit van het elektrisch signaal om te keren, hierdoor verminderd polarisatie en is de EC sensor stabieler over langere tijd. 

Als laatste is het belangrijk om te kijken of de EC sensor beschikt over een interne temperatuursensor (voor temperatuurcompensatie). De elektrische geleiding van water wordt beïnvloed door de ionen die in het water zijn opgelost. Een belangrijke factor die de geleiding beïnvloed, is de temperatuur van het water. Waneer de temperatuur stijgt, neemt de bewegingssnelheid van de ionen in het water toe. Dit betekent dat de elektrische geleiding van het water toeneemt. EC- metingen worden meestal genormaliseerd naar een referentietemperatuur, vaak 25 graden celcius.

In toepassingen waarbij de watertemperatuur afwijkt van de referentietemperatuur (zoals bij oppervlaktewater) is het dan ook belangrijk om temperatuurcompensatie toe te passen. De meest toegepaste methode voor compensatie is lineaire correctie. 

Om je een gevoel te geven bij de  invloed van temperatuur op de EC meting:

Bij een watertemperatuur van 15 graden celcius heeft een EC sensor zonder compensatie een relatieve afwijking van 25% ten opzichte van een temperatuur gecompenseerde EC sensor.

Bij LinkBlue helpen we klanten bij het selecteren en installeren van de juiste sensoren voor hun specifieke behoeften, waardoor nauwkeurige en betrouwbare metingen gegarandeerd zijn.

Toepassingsvoorbeelden:

Onze EC sensoren worden ingezet in verschillende sectoren. In de landbouw helpen ze boeren bij het optimaliseren van irrigatie door zoutgehalten in het water te monitoren. Dit leidt tot gezondere gewassen en hogere opbrengsten. In kustgebieden helpen de sensoren bij het monitoren van zeewaterintrusie, wat essentieel is voor het beschermen van drinkwatervoorraden.

IoT in Zoutwatermonitoring:

Belangrijk in het geval van permanente monitoring van EC is de keuze van de juiste sensor. Zowel op de eerder genoemde punten als op het energieverbruik van de sensor.

Benieuwd wat we voor uw toepassing kunnen betekenen? Neem gerust contact met ons op!