Bei der Auswahl eines Multiparameter-Sensors zur Überwachung der Wasserqualität ist eine umfassende Bewertung der vier Kerndimensionen – Übereinstimmung mit den Überwachungsanforderungen, Zuverlässigkeit der Geräteleistung, Anpassungsfähigkeit an die jeweilige Umgebung sowie Bedien- und Wartungsfreundlichkeit – unerlässlich, um Überwachungsausfälle aufgrund von Parameterabweichungen oder unzureichender Leistung zu vermeiden. Die wichtigsten Kriterien sind im Folgenden nach Priorität geordnet aufgeführt:

1. Grundvoraussetzung: Die „Überwachungsanforderungen“ klar definieren und die wichtigsten Parameter abgleichen.

Der Kernnutzen einer Überwachung Das Gerät dient der präzisen Erfassung der angestrebten Wasserqualitätsindikatoren. Um zu vermeiden, dass man blindlings mehrere Parameter verfolgt und Kernanforderungen vernachlässigt, muss zunächst geklärt werden, „was gemessen werden soll und mit welcher Genauigkeit“.

1.1 Ermitteln Sie die erforderlichen Parameter anhand des Anwendungsszenarios und legen Sie die Kernindikatoren fest, anstatt standardmäßig „alle Parameter“ auszuwählen (einige Parameter können redundant sein und die Kosten erhöhen). Zum Beispiel:

Trinkwasserüberwachung: Es müssen Restchlor, Trübung, pH-Wert und Wassertemperatur ausgewählt werden (in einigen Fällen sind zusätzliche Tests auf Schwermetalle und TOC erforderlich);
Aquakultur: Gelöster Sauerstoff (DO), Wassertemperatur, Ammoniakstickstoff, pH-Wert (für die Meerwasseraquakultur ist zusätzlich eine Salzgehaltsmessung erforderlich) müssen ausgewählt werden;
Industrieabwasser CSB, Ammoniakstickstoff, pH-Wert und Schwebstoffe (SS) müssen ausgewählt werden (bei chemischen Abwässern müssen gegebenenfalls Gesamtphosphor und Gesamtstickstoff gemessen werden). Wichtig: Modelle mit erweiterbaren Parametern sollten bevorzugt werden, um bei zukünftigen Bedarfsänderungen eine Neubeschaffung zu vermeiden.

1.2 Die Bestätigung der Genauigkeit der Parameter und des Messbereichs bestimmt unmittelbar die Gültigkeit der Daten, und es ist notwendig, die Fehlertoleranz der Szene anzupassen:
Beispielsweise muss die Genauigkeit der Messung des gelösten Sauerstoffs in der Aquakultur ± 0,1 mg/L erreichen (zu große Fehler können dazu führen, dass der Belüfter auslöst oder nicht auslöst); Der CSB-Bereich von Industrieabwasser muss 0-1000 mg/L abdecken (bei hochkonzentriertem Abwasser muss die Messung nach Verdünnung erfolgen oder ein Sensor mit hohem Messbereich gewählt werden);
Um zu vermeiden, dass „hohe Präzision zu unnötigen Kosten führt“: Beispielsweise ist es bei der Überwachung von Gewässern in landschaftlichen Gebieten nicht erforderlich, eine Genauigkeit auf Laborniveau (wie Trübung ± 0,01 NTU) anzustreben; eine Genauigkeit auf Industrieniveau von ± 0,1 NTU genügt den Anforderungen.

2. Geräteleistung: Gewährleistung von Langzeitstabilität und Anpassung an komplexe Wasserumgebungen

Geräte zur Überwachung der Wasserqualität werden häufig im Freien oder in rauen Wasserumgebungen (wie stark verschmutztem Abwasser und salzhaltigem Meerwasser) eingesetzt, und ihre Leistungsstabilität beeinflusst direkt ihre Lebensdauer und die Datenkontinuität.
2.1 Das Sensormaterial und das Material mit Anti-Kontaminations-Eigenschaften sollten beständig gegen Wasserkorrosion, Ablagerungen und biologische Anhaftung sein (um häufige Reinigungen und damit verbundene Datenunterbrechungen zu vermeiden):
Sensorsonden, die mit Gewässern in Kontakt kommen: Bevorzugt werden Edelstahl 316L, Titanlegierung (säure- und laugenbeständig, geeignet für industrielle Abwässer) oder technischer Kunststoff PPS (leicht, geeignet für Süßwasser/Meerwasser);
Antibiologisches Befestigungsdesign: Wählen Sie Modelle mit „automatischer Reinigungsfunktion“ (z. B. Ultraschallreinigung, Bürstenreinigung), die sich besonders für eutrophe Gewässer (wie Seen und Fischteiche) eignen, um den durch Algen- und Mikroorganismenansammlungen verursachten Genauigkeitsverlust zu reduzieren.

2.2 Datenstabilität und Kalibrierungszyklus
Langfristige Stabilität: Sensoren mit „geringer Drift“ (z. B. Sensoren für gelösten Sauerstoff mit einer monatlichen Drift von ≤ 0,05 mg/L) sollten Vorrang haben, um häufige Kalibrierungen zu vermeiden;
Kalibrierungskomfort: Unterstützt die Kalibrierung vor Ort (keine Notwendigkeit, das Gerät wieder ins Labor zu zerlegen) oder die automatische Kalibrierung (beispielsweise können einige Modelle Kalibrierungszyklen voreinstellen und sich automatisch mit einer Standardlösung kalibrieren), wodurch der Aufwand für Bedienung und Wartung reduziert wird (insbesondere in abgelegenen Gebieten, wo die Kosten für die manuelle Kalibrierung hoch sind).
2.3 Stromversorgung und Kommunikation: Anpassung an die Einsatzumgebungen
Stromversorgungsmethode:
Außenbereiche ohne Stromnetz: Wählen Sie eine Solarstromversorgung mit Lithium-Batterie-Backup (die Leistung des Solarpanels muss bestätigt werden, z. B. 10 W oder mehr, geeignet für den Betrieb bei Regenwetter, empfohlene Laufzeit ≥ 7 Tage);
In Gebieten mit Stromnetzen: Wählen Sie ein Netzteil mit 220 V Wechselstrom und Lithium-Batterie-Backup (um Datenverlust durch Stromausfälle zu vermeiden);
Kommunikationsmethode:
Bei großen Entfernungen (z. B. Flussbecken und Offshore-Aquakulturen): LoRaWAN hat Vorrang (Übertragungsdistanz 1-10 km, geringer Stromverbrauch, keine Verkabelung erforderlich);
In dicht besiedelten städtischen Gebieten (wie z. B. städtischen Rohrleitungsnetzen) kann 4G/5G/NB IoT (mit starker Echtzeitleistung und Bestätigung der Netzabdeckung des Betreibers) ausgewählt werden;
Labor/Kleiner Bereich: Optional RS485/Bluetooth (kabelgebundene/drahtlose Nahbereichsübertragung, kostengünstig).

3. Szenarioanpassung: Anpassung der „Installationsumgebung“ zur Reduzierung von Bereitstellungshürden

Die Installationsbedingungen und die Wassereigenschaften variieren je nach Szenario erheblich, daher muss sichergestellt werden, dass die Ausrüstung installiert, verwendet und langlebig ist:
3.1. Installationsmethode: Geeignet für die Morphologie von Gewässern
Fluss/See (offene Wasserfläche): Wählen Sie eine schwimmende Installation (eine Konstruktion mit Kippschutz ist erforderlich, z. B. einstellbarer Tiefgang und Wind- und Wellenwiderstandsgrad ≥ 4);
Rohrnetz/Abwasserauslass (geschlossene Rohrleitung): Wählen Sie die Rohrleitungsinstallation (passender Rohrdurchmesser, z. B. DN50/DN100 Flanschanschluss, um Wasserleckagen zu vermeiden);
Flachwasserbereich/Ufer (wie z. B. Fischteiche und Feuchtgebiete): Wählen Sie eine Uferstütz-/Einsetzart (keine Bojen erforderlich, einfache Installation und Verhinderung von Sedimentation).
3. Schutzstufe 2: Geeignet für raue Umgebungen
Einsatz im Freien: Der Schutzgrad der Kernkomponenten (Hauptgerät und Anschlussdose) muss mindestens IP66 (regen- und staubdicht) betragen;
Unterwassersensoren: Die Schutzart muss mindestens IP68 betragen (langfristiges Eintauchen ohne Leckage, einige Modelle sind bis zu einer Tiefe von 10 Metern wasserdicht);
Niedrige/hohe Temperaturumgebung: Der Arbeitstemperaturbereich muss bestätigt werden, z. B. -20 ℃~60 ℃.
3.3 Störfestigkeit
Industrielle Szenarien (z. B. in der Nähe von Chemieanlagen und Kraftwerken): Es ist notwendig, Modelle mit einer „EMV-geschützten“ Konstruktion zu wählen, um zu vermeiden, dass starke elektrische und HF-Signale die Datenübertragung beeinträchtigen.
Hoher Salzgehalt (Meerwasseraquakultur): Um die Lebensdauer des Geräts zu verlängern, ist es notwendig, ein Gehäuse zu wählen, das „salzsprühkorrosionsbeständig“ ist.

4. Betrieb und Daten: Langfristige Kosten senken und Datenverfügbarkeit sicherstellen
Der Aufwand für den späteren Betrieb und die Wartung der Geräte sowie die Effizienz der Datenverarbeitung beeinflussen die langfristigen Nutzungskosten unmittelbar.
4.1. Bedienkomfort und Wartung
Ersatz von Verbrauchsmaterialien: Vorrang sollten Modelle mit „geringem Verbrauch an Verbrauchsmaterialien“ oder „leicht austauschbaren Verbrauchsmaterialien“ haben (z. B. Membranen von Sensoren für gelösten Sauerstoff, die vor Ort ausgetauscht werden können, ohne dass ein kompletter Sensorwechsel erforderlich ist);
Fehlerwarnung: unterstützt die „Fernüberwachung des Gerätestatus“ (z. B. Batteriestand, Sensorausfall, Kommunikationsunterbrechung), um zu vermeiden, dass Probleme erst bei manuellen Inspektionen entdeckt werden (insbesondere in entfernten Szenarien);
Gewicht und Größe: Bei Modellen für die Außeninstallation muss es sich um leichte Systeme handeln (z. B. Bojen mit einem Gesamtgewicht von ≤ 5 kg), die einfach zu transportieren und zu installieren sind und die Arbeitskosten reduzieren.
4.2. Datenverwaltungsfähigkeit
Datenspeicherung und -export: Unterstützt „lokale Speicherung + Cloud-Speicherung“ (lokale Speicherung verhindert Netzwerkunterbrechungen und Datenverlust, z. B. Speicherung auf SD-Karte für ≥ 6 Monate an Daten; Cloud-Unterstützung für die Abfrage historischer Daten und Trendanalysen);
Plattformkompatibilität: Kann in Drittanbieterplattformen integriert werden, unterstützt API-Schnittstellen, MQTT-Protokoll (um Datensilos zu vermeiden, keine zusätzliche Entwicklung und Integration erforderlich);
Alarmfunktion: Unterstützt „mehrdimensionale Alarme“ (z. B. Parameterüberschreitung, Geräteausfall), und die Alarmmethoden können aus SMS, APP-Push und Plattform-Popups ausgewählt werden.

Zusammenfassung: Logik auswählen
Zunächst sollten die Kernanforderungen an „Überwachungsparameter, Genauigkeit und Szenarien“ geklärt werden;
Neuabstimmung „Sensormaterial, Stromversorgungskommunikation, Leistungsanpassung“;
Bewerten Sie abschließend den Aufwand für Betrieb und Wartung, die Datenverwaltung und die langfristigen Kosten.
Durch die oben beschriebene Prüfung kann sichergestellt werden, dass das ausgewählte Multiparameter-Sensor-Überwachungsinstrument für die Wasserqualität „genau, stabil, benutzerfreundlich und wirtschaftlich“ ist und somit den tatsächlichen Überwachungsanforderungen gerecht wird.