ES2388976A1 - Autonomous equipment for the measurement of ph in sea water. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Autonomous equipment for the measurement of ph in sea water. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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ES2388976A1 ES201001476A ES201001476A ES2388976A1 ES 2388976 A1 ES2388976 A1 ES 2388976A1 ES 201001476 A ES201001476 A ES 201001476A ES 201001476 A ES201001476 A ES 201001476A ES 2388976 A1 ES2388976 A1 ES 2388976A1
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Víctor SIRUELA MATOS
Melchor GONZÁLEZ DÁVILA
Juana Magdalena SANTANA CASIANO
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
    • G01N33/1886Water using probes, e.g. submersible probes, buoys

Abstract

Autonomous equipment for ph measurement in seawater. The present invention relates to an autonomous equipment for ph measurement of the type of ph measurement sensor in marine environment characterized in that it comprises elements that allow the injection of the sample and indicator (4) independent of external environmental conditions, elements to facilitate the elimination of bubbles (6), elements to eliminate the effects of pressure change (16) due to the movement of the equipment in aquatic environment and electronic elements (17) that allow to reduce the electrical consumption. The present invention provides an autonomous equipment for the measurement of ph in surface and deep water capable of taking measurements at different depths and supplying the data in real time. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Equipo autónomo para la medición de pH en agua de mar Autonomous equipment for pH measurement in seawater

La presente invención se refiere a un equipo autónomo para la medición de pH del tipo sensor de medida de pH en medio marino. The present invention relates to a stand-alone device for the measurement of pH of the pH type sensor in marine environment.

El pH de las aguas superficiales ha disminuido 0.1 unidades desde el inicio de la revolución industrial, en el siglo XIX, y continuará disminuyendo como consecuencia del incremento de las emisiones de dióxido de carbono, alcanzándose valores al final de este siglo de 0.2-0.3 unidades menores que los actuales (Orr et al., 2005). Esta disminución podrá tener un gran impacto en los ecosistemas marinos y además podría resultar en una disminución de la capacidad de captación de C02 por parte de los océanos (Sabine et al., 2004), afectando al ciclo global del carbono orgánico e inorgánico (Feely et al., 2004). Las medidas realizadas en estaciones de series temporales oceánicas de larga escala confirman una disminución por década de 0.02 unidades de pH (IPCC, 2007; Santana-Casiano et al., 2007). Para comprender y predecir el intercambio de carbono atmósfera-océano y desde las aguas superficiales hacia las más profundas se necesita disponer de nuevos y mejorados equipos autónomos que sean capaces de determinar con gran precisión y alta resolución temporal los parámetros característicos del sistema del carbono, es decir, pH, alcalinidad total del agua de mar, contenido de carbono inorgánico total disuelto y presión parcial del dióxido de carbono (pC02). The pH of surface waters has decreased 0.1 units since the beginning of the industrial revolution, in the 19th century, and will continue to decrease as a result of the increase in carbon dioxide emissions, reaching values at the end of this century of 0.2-0.3 units lower than the current ones (Orr et al., 2005). This decrease may have a great impact on marine ecosystems and could also result in a decrease in the ability to capture CO2 from the oceans (Sabine et al., 2004), affecting the global organic and inorganic carbon cycle (Feely et al., 2004). The measurements made in large-scale ocean time series stations confirm a decrease of 0.02 pH units per decade (IPCC, 2007; Santana-Casiano et al., 2007). To understand and predict the exchange of atmosphere-ocean carbon and from surface waters to the deepest waters, new and improved autonomous equipment is needed that is capable of determining the characteristic parameters of the carbon system with great precision and high temporal resolution. that is, pH, total alkalinity of seawater, total dissolved inorganic carbon content and partial pressure of carbon dioxide (pC02).

Actualmente las medidas puntuales del pH de las aguas superficiales y profundas se llevan a cabo mediante sistemas de medida espectrofotométrica instalados en barcos oceanográficos. El mantenimiento de las observaciones a través de campañas oceanográficas es una actividad altamente costosa y que depende en gran medida de la disponibilidad de barcos capaces de trabajar en las aguas Atlánticas. Para reducir costes y mantener un registro de datos a larga escala capaces de predecir futuras tendencias, ante un mundo en cambio, una posible solución podría ser el establecimiento de una red de estaciones fijas oceánicas haciendo uso de boyas ancladas, en puntos estratégicos oceánicos (p.ej. plataformas oceánicas), capaces de realizar medidas de alta frecuencia y resolución diaria de pH y pC02, para ello se requiere de nuevos equipos autónomos de medida capaces de tomar medidas a diferentes profundidades y que, mediante telemetría, suministre datos en tiempo real. Currently, the specific pH measurements of surface and deep water are carried out using spectrophotometric measurement systems installed in oceanographic vessels. The maintenance of observations through oceanographic campaigns is a highly expensive activity and depends largely on the availability of ships capable of working in the Atlantic waters. To reduce costs and maintain a large-scale data record capable of predicting future trends, in the face of a changing world, a possible solution could be the establishment of a network of fixed ocean stations using anchored buoys, at strategic oceanic points (p (eg oceanic platforms), capable of performing high frequency measurements and daily pH and pC02 resolution, for this, new autonomous measuring equipment is required that can take measurements at different depths and that, through telemetry, provide real-time data .

La presente invención proporciona un equipo autónomo para la medida del pH en aguas The present invention provides autonomous equipment for pH measurement in water

superficiales y profundas capaz de tomar medidas a diferentes profundidades y suministrar los datos en tiempo real. Superficial and deep capable of taking measurements at different depths and providing data in real time.

Antecedentes de la invención Background of the invention

Nakano y col. (2006) desarrollaron un sistema espectrofotométrico capaz de obtener perfiles verticales de pH y pC02 en los primeros 1000 m de profundidad desde un barco oceanográfico. En este mismo sentido, el instrumento SEAS diseñado por el grupo liderado por R. Byme (Liu et al., 2006) permite la medida de pH y otros parámetros del sistema de carbonato en agua de mar y dulce con una precisión de ±0.0014 en la columna de agua de mar. Ambos sistemas presentan un alto consumo energético lo que los hace válidos para su utilización en barcos oceanográficos y limita su uso en boyas oceanográficas. Nakano et al. (2006) developed a spectrophotometric system capable of obtaining vertical pH and pC02 profiles in the first 1000 m depth from an oceanographic ship. In this same sense, the SEAS instrument designed by the group led by R. Byme (Liu et al., 2006) allows the measurement of pH and other parameters of the carbonate system in seawater and freshwater with an accuracy of ± 0.0014 in The column of sea water. Both systems have a high energy consumption which makes them valid for use in oceanographic ships and limits their use in oceanographic buoys.

El sensor SAMI-pH (Submersible Autonomous Moored Instrument, instrumento sumergible autónomo de anclaje) mejorado respecto a una primera versión (DeGrandpre et al., 1995; Martz et al., 2003) utiliza un nuevo sistema de célula de flujo, de mezcla y de detección (Seidel et al., 2008). La compañía Sunburst Sensor, LC fabrica este sensor utilizando m-Creso! Púrpura como indicador, un mezclador estático comercial en lugar de un tubo enrollado para la mezcla del indicador y la muestra, y una cubeta de flujo tipo Z comercial. El sistema espectrofotométrico de detección se reemplaza por tres fotodiodos detectores de sílice con filtros de interferencia conectados a la célula de flujo por fibra óptica. En el nuevo diseño se utiliza una bomba solenoide de pulso de 50 !-!1 de baja potencia que impulsa la muestra y el indicador hacia la cubeta de medida. The SAMI-pH sensor (Submersible Autonomous Moored Instrument, autonomous submersible anchoring instrument) improved over a first version (DeGrandpre et al., 1995; Martz et al., 2003) uses a new flow cell system, mixing and of detection (Seidel et al., 2008). The Sunburst Sensor, LC company manufactures this sensor using m-Creso! Purple as an indicator, a commercial static mixer instead of a rolled tube for mixing the indicator and sample, and a commercial type Z flow cuvette. The spectrophotometric detection system is replaced by three silica detector photodiodes with interference filters connected to the flow cell by optical fiber. In the new design a 50! -! 1 low power pulse solenoid pump is used that drives the sample and the indicator towards the measuring cuvette.

La patente US5283767A describe un perfilador oceanográfico que se desplaza a distintas US5283767A describes an oceanographic profiler that moves to different

profundidades midiendo temperatura, salinidad (conductividad), etc., con la inclusión depths measuring temperature, salinity (conductivity), etc., with inclusion

actual de un sensor de oxígeno, que emite datos vía satélite. No mide pH ni otros current of an oxygen sensor, which emits data via satellite. Does not measure pH or others

parámetros del carbono. carbon parameters.

La patente US6356205B 1 describe un sistema de monitorización de la calidad del agua de pozos pero que no lleva asociado el desarrollo de un sensor de pH. US6356205B 1 discloses a system for monitoring the quality of water from wells, but which does not have associated the development of a pH sensor.

La patente ES2209641Al describe un sistema de adquisición remota de datos oceanográficos que consiste en una boya autónoma para el registro de las variables en Patent ES2209641Al describes a system for the remote acquisition of oceanographic data consisting of an autonomous buoy for the registration of variables in

estudio bajo el control de un operador remoto o un centro de procesamiento de datos. Sin Study under the control of a remote operator or a data processing center. Without

embargo no se desarrolla un sensor, y en particular no se diseña un sensor de medida del However, a sensor is not developed, and in particular a measurement sensor of the


pH.

pH

Por otro lado la patente US20050207939 describe un sistema para la medición de la calidad On the other hand, US20050207939 describes a system for quality measurement.

del agua que comprende una pluralidad de sensores incluyendo uno de nivel de pH pero of the water comprising a plurality of sensors including one of pH level but

que se corresponde con uno comercial electroquímico que usa un electrodo combinado con which corresponds to a commercial electrochemical that uses an electrode combined with

5 5
membrana de epoxi no aplicable al medio marino. epoxy membrane not applicable to the marine environment.

Las principales características del equipo autónomo para la medición de pH en agua de mar, The main characteristics of the autonomous equipment for pH measurement in seawater,

que se pretende proteger, que no están recogidas en el estado de la técnica son que permite which is intended to protect, which are not included in the state of the art are that allows

actuar de forma inteligente para detectar cambios de presión debido a los movimientos act intelligently to detect pressure changes due to movements

aleatorios de las boyas oceanográficas y contrarrestarlos, detecta y elimina las burbujas de randomized oceanographic buoys and counteract them, detect and eliminate bubbles from

1 O 1 o
aire que interfieren en la medida y produce medidas independientes tanto de los efectos del air that interfere with the measurement and produces independent measurements of both the effects of

indicador sobre el valor real de la muestra como de la antigüedad del indicador. indicator on the actual value of the sample as of the age of the indicator.

Sumario de la invención Summary of the invention

La presente invención se refiere a un equipo autónomo para la medición de pH del tipo The present invention relates to autonomous equipment for the measurement of pH of the type

sensor de medida del pH en medio marino caracterizado porque comprende elementos que pH measurement sensor in marine environment characterized by comprising elements that

15 fifteen
permiten la inyección de la muestra e indicador ( 4) independiente de condiciones allow the injection of the sample and indicator (4) independent of conditions

ambientales externas, elementos para facilitar la eliminación de burbujas (6), elementos external environmental elements to facilitate the elimination of bubbles (6), elements

para eliminar los efectos de cambio de presión (16) debidos al movimiento del equipo en to eliminate the effects of pressure change (16) due to the movement of the equipment in

medio acuático y elementos electrónicos (17) que permiten reducir el consumo eléctrico. aquatic environment and electronic elements (17) that allow reducing electricity consumption.

De acuerdo con la invención la mezcla de indicador y muestra se realiza mediante un tubo According to the invention, the mixing of the indicator and sample is carried out by means of a tube

20 twenty
enrollado (4) de 2 metros de largo y 0,3 mm de diámetro interno para la mejora de la rolled (4) 2 meters long and 0.3 mm internal diameter to improve the

mezcla y distribución del indicador, encontrándose situado en el interior de un bloque mixing and distribution of the indicator, being located inside a block

metálico en contacto directo con las paredes del equipo para conservar la temperatura metallic in direct contact with the walls of the equipment to conserve the temperature

inicial de la muestra. Initial sample.

Es característica, así mismo, de la invención el que se sitúa un tubo ( 6) de 8 mm de largo y It is also characteristic of the invention that a tube (6) 8 mm long and

25 25
1 O cm de largo entre la cubeta de medida (7) y la bomba peristáltica (1) para amortiguar los 1 O cm long between the measuring cuvette (7) and the peristaltic pump (1) to dampen the

efectos pulsantes de la bomba peristáltica (1) y facilitar la eliminación de burbujas bajo la Pulsating effects of the peristaltic pump (1) and facilitate the elimination of bubbles under the

acción de vacío sobre el equipo. vacuum action on the equipment.

También es característica de la invención que la bomba peristáltica (1) dispone de un It is also characteristic of the invention that the peristaltic pump (1) has a

segundo canal ( 16) que aísla el agua a ser analizada, para eliminar efectos de cambios de second channel (16) that isolates the water to be analyzed, to eliminate effects of changes in

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presión debido al movimiento del equipo en medio marino.    pressure due to the movement of the equipment in marine environment.

De acuerdo con la invención el equipo autónomo dispone de un sensor de presión (10) According to the invention, the autonomous equipment has a pressure sensor (10)

situado entre la bomba peristáltica (1) y el tubo ( 6) situado después de la cubeta de medida (7), que regula la presión a un valor inferior a la presión externa. located between the peristaltic pump (1) and the tube (6) located after the measuring cuvette (7), which regulates the pressure to a lower value than the external pressure.

Es característica, así mismo, de la invención que el equipo autónomo dispone de un sistema It is also characteristic of the invention that the autonomous team has a system

electrónico ( 17) que controla todas las funciones del equipo y que permite la realización de electronic (17) that controls all the functions of the equipment and that allows the realization of

más de 40 medidas de pH a diferentes cantidades de indicador para una misma muestra y more than 40 pH measurements at different amounts of indicator for the same sample and

elimina el efecto del indicador en la lectura final del pH. eliminates the effect of the indicator on the final pH reading.

También es característica de la invención que el equipo autónomo emplea como fuente It is also characteristic of the invention that the autonomous equipment uses as a source

lumínica una lámpara espectrofotométrica (12), ya que incrementa la intensidad de luz light a spectrophotometric lamp (12), as it increases the intensity of light

emitida en el rango bajo visible (380-450 nm) y facilita la realización de espectros totales. emitted in the low visible range (380-450 nm) and facilitates the realization of total spectra.

Descripción de las figuras Description of the figures

La figura 1 es una representación esquemática de los elementos que componen el equipo autónomo para la medición de pH en agua de mar. Figure 1 is a schematic representation of the elements that make up the autonomous equipment for pH measurement in seawater.

Descripción detallada de una realización preferida de la invención Detailed description of a preferred embodiment of the invention

Aunque la invención se describe en términos de una realización específica preferida, será Although the invention is described in terms of a specific preferred embodiment, it will be

fácilmente evidente para los expertos en esta técnica que se pueden hacer diversas easily apparent to those skilled in this art that can be made diverse

modificaciones, redisposiciones y reemplazos. El alcance de la invención está definido por modifications, redispositions and replacements. The scope of the invention is defined by

las reivindicaciones adjuntas a la misma. the claims attached thereto.

El equipo utiliza una bomba peristáltica (1) de dos canales, un canal en la toma de entrada del sistema (2) y el otro al final del recorrido (3) que aspira la muestra de agua de mar. Se utilizan dos velocidades de actuación, una alta para los procesos de limpieza y eliminación de posibles burbujas y otra lenta en la fase de medida, inyección de indicador, mezcla y desplazamiento de la muestra a través del sistema de medida espectrofotométrico. La inyección de indicador se realiza con la bomba peristáltica (1) detenida y habiendo creado una depresión controlada y cambiando de posición la válvula de membrana de tres vías (11) por un periodo que puede ser ajustado. Una vez inyectada, se conmuta la posición de la válvula y se impulsa hacia el tubo enrollado (4) por acción de la bomba peristáltica (1), donde se produce la mezcla. The equipment uses a two-channel peristaltic pump (1), one channel in the system inlet (2) and the other at the end of the path (3) that aspirates the seawater sample. Two speeds of action are used, one high for the processes of cleaning and elimination of possible bubbles and another slow in the measurement phase, indicator injection, mixing and displacement of the sample through the spectrophotometric measurement system. The indicator injection is performed with the peristaltic pump (1) stopped and having created a controlled depression and changing the position of the three-way membrane valve (11) for a period that can be adjusted. Once injected, the position of the valve is switched and pushed into the rolled tube (4) by the action of the peristaltic pump (1), where the mixing takes place.


La mezcla de indicador y muestra se realiza haciendo uso de un tubo enrollado ( 4) de dos metros de largo y 0.3 mm de diámetro interno ya que este sistema permite mejorar tanto la mezcla y distribución quasi-Guasiana del indicador como la facilidad de limpieza y

The mixture of indicator and sample is carried out using a rolled tube (4) of two meters long and 0.3 mm internal diameter since this system allows to improve both the quasi-Guasian mixture and distribution of the indicator as well as the ease of cleaning and

preparación para la siguiente medida. El tubo se encuentra situado en el interior de un Preparation for the next measure. The tube is located inside a

bloque metálico en contacto directo con las paredes del equipo para conservar en todo metal block in direct contact with the walls of the equipment to conserve in all

momento la temperatura inicial de la muestra y que no se vea afectada por cambios debido moment the initial temperature of the sample and that is not affected by changes due

a gradientes en el interior del dispositivo. Un tubo de silicona (6) de 8 mm de diámetro y to gradients inside the device. A silicone tube (6) of 8 mm diameter and

5 5
1 O cm. de largo se sitúa después de la cubeta de medida tipo Z (7) y justo antes de bomba 1 cm long it is placed after the measuring cup type Z (7) and just before pump

peristáltica (1) para amortiguar los efectos pulsantes de la bomba peristáltica (1) y facilitar peristaltic (1) to dampen the pulsating effects of the peristaltic pump (1) and facilitate

la eliminación de burbujas bajo la acción de vacío sobre el equipo. Para realizar el vacío, la the elimination of bubbles under the action of vacuum on the equipment. To perform the vacuum, the

válvula solenoide de dos vías (8) se cierra, y en este momento se abre la válvula solenoide two-way solenoid valve (8) closes, and at this time the solenoid valve opens

de dos vías (9) recirculando el agua por el segundo canal de la bomba peristáltica (1), two-way (9) recirculating water through the second channel of the peristaltic pump (1),

1 O 1 o
aislando el sistema del exterior y produciendo un vacío que aumenta el tamaño de cualquier isolating the system from the outside and producing a vacuum that increases the size of any

burbuja y facilita su eliminación una vez se abra de nuevo la válvula solenoide de dos vías bubble and facilitates its removal once the two-way solenoid valve is opened again

(8) (la válvula solenoide de dos vías (9) vuelve a su posición inicial de siempre cerrada) y (8) (the two-way solenoid valve (9) returns to its initial position of always closed) and

circule agua por el circuito a bajas revoluciones. circulate water through the circuit at low revolutions.

Para eliminar efectos de cambios de presión debido al movimiento del sensor en el medio To eliminate effects of pressure changes due to sensor movement in the middle

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marino, se ha incluido el segundo canal (16) de la bomba peristáltica (1) que aísla el agua a marine, the second channel (16) of the peristaltic pump (1) that isolates the water has been included

ser analizada así como un sensor de presión (10) que regula la presión a un valor inferior a be analyzed as well as a pressure sensor (10) that regulates the pressure to a value lower than

la presión externa. Para ello, la válvula solenoide de dos vías (8) se cierra y la válvula external pressure To do this, the two-way solenoid valve (8) closes and the valve

solenoide de dos vías (9) se abre, y a velocidad baja de la bomba peristáltica (1) se produce Two-way solenoid (9) opens, and at low speed the peristaltic pump (1) occurs

un ligero vacío que se controla hasta un valor inferior a la externa en 50 mbars acompañada a slight vacuum that is controlled to a value lower than the external one in 50 mbars accompanied

20 twenty
de una ligera compresión del tubo de silicona (6). Una vez alcanzada esa presión interna en of a slight compression of the silicone tube (6). Once that internal pressure has been reached in

el equipo, la vuelta a la posición original de las electroválvulas mantiene esa depresión the equipment, the return to the original position of the solenoid valves keeps that depression

generada durante el proceso de medida y no afectada por cambios externos. Esa depresión generated during the measurement process and not affected by external changes. That depression

permite que mediante la apertura de la válvula de membrana de tres vías (11) se inyecte el allows the opening of the three-way membrane valve (11) to inject the

indicador (m-cresol púrpura, 5.6 mM en 0.7 M NaCl) desde una bolsa kevlar (5) de 500 ml indicator (purple m-cresol, 5.6 mM in 0.7 M NaCl) from a 500 ml kevlar bag (5)

25 25
en tiempos que pueden ser variados según la concentración inicial de indicador. in times that can be varied according to the initial concentration of indicator.

El equipo emplea como fuente lumínica una lámpara espectrofotométrica (12), ya que The equipment uses a spectrophotometric lamp (12) as a light source, since

incrementa la intensidad de luz emitida en el rango bajo visible (380-450 nm) y facilita la increases the intensity of light emitted in the low visible range (380-450 nm) and facilitates the

realización de espectros totales, a diferencia de otros diseños existentes que realizan realization of total spectra, unlike other existing designs that perform

medidas a longitudes fijas. El detector espectrofotométrico (13) es compacto, sin unidades measures at fixed lengths. The spectrophotometric detector (13) is compact, without units

30 30
móviles, para evitar posibles efectos del medio marino si se encuentra instalado en una mobile, to avoid possible effects of the marine environment if it is installed in a

boya oceanográfica. La fuente lumínica se conecta con la cubeta de medida tipo Z (7) y oceanographic buoy. The light source is connected to the measuring cup type Z (7) and

esta con el detector espectrofotométrico (13) mediante fibra óptica (14) de 600 ¡..tm (25 cm).    This is with the spectrophotometric detector (13) by means of optical fiber (14) of 600 ... mt (25 cm).

La cubeta de medida tipo Z (7) se sitúa sobre un bloque metálico (15) para mantener la The measuring cup type Z (7) is placed on a metal block (15) to maintain the

temperatura a la de medida inicial. temperature at the initial measurement.

El proceso de medida comienza con un periodo de calentamiento del sistema The measurement process begins with a period of system heating

espectrofotométrico de aproximadamente un minuto. Posteriormente se procede a un spectrophotometric about one minute. Subsequently we proceed to a

5 5
lavado del equipo haciendo pasar el agua de mar a analizar a alta velocidad, haciendo uso equipment washing by passing the seawater to be analyzed at high speed, making use

de la bomba peristáltica (1) durante aproximadamente 20 segundos. Con alta velocidad, se of the peristaltic pump (1) for approximately 20 seconds. With high speed, it

cierra la válvula de paso (8) y se abre la válvula de paso (9), produciéndose una acción de closes the bypass valve (8) and the bypass valve (9) is opened, producing an action of

vacío que elimina posibles burbujas que pudieran existir en el paso de luz y tubos vacuum that eliminates possible bubbles that may exist in the passage of light and tubes

conectores. A baja velocidad de la bomba peristáltica (1) se recircula el agua de mar una connectors At low speed of the peristaltic pump (1) seawater is recirculated a

1 O 1 o
vez vuelta las válvulas a su posición inicial favoreciendo el paso de agua de mar y el once the valves are returned to their initial position favoring the passage of seawater and the

arrastre de las posibles burbujas durante aproximadamente 20 segundos. En este momento Drag the possible bubbles for approximately 20 seconds. At this time

se procede a la realización de un cero cerrando el obturador de la lámpara. A continuación a zero is made by closing the lamp shutter. Then

y alternado desplazamientos lentos de agua de mar y paradas se comprueba que la lectura and alternating slow displacements of seawater and stops it is verified that the reading

de cuentas del agua de mar sin indicador (blanco) es constante independientemente de si of seawater bills without indicator (white) is constant regardless of whether

15 fifteen
hay o no desplazamiento. Por último, se realiza un paso rápido de la bomba peristáltica (1) There is or not displacement. Finally, a rapid passage of the peristaltic pump is performed (1)

para comprobar que no existen burbujas que afecten al número de cuentas del detector to verify that there are no bubbles that affect the number of detector accounts

espectrofotométrico (13 ). Si no fuera así, un nuevo proceso de limpieza tendría lugar spectrophotometric (13). If not, a new cleaning process would take place

incluyendo la realización de vacío. Un ciclo normal de limpieza y detección de burbujas including the realization of vacuum. A normal cycle of cleaning and bubble detection

dura aproximadamente 2 minutos. En ese momento se cierra de nuevo la válvula de dos It lasts about 2 minutes. At that time the two valve closes again

20 twenty
vías (9) y se abre la válvula de dos vías (8) para, a velocidad lenta de la bomba peristáltica tracks (9) and the two-way valve (8) is opened for, at slow speed of the peristaltic pump

(1 ), generar una depresión en el sistema. A continuación, y con la bomba peristáltica (1) (1), generate a depression in the system. Next, and with the peristaltic pump (1)

parada, se produce la inyección en el flujo de agua de una cantidad de indicador mediante stopped, the injection into the water flow of a quantity of indicator is produced by

la apertura de la válvula de tres vías ( 11) por un periodo que puede ser ajustado. Una vez the opening of the three-way valve (11) for a period that can be adjusted. One time

inyectada, se cierra la válvula de tres vías (11) y se impulsa hacia el tubo enrollado (4) por injected, the three-way valve (11) is closed and pushed into the rolled tube (4) by

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acción de la bomba peristáltica (1) donde se produce la mezcla alcanzándose una action of the peristaltic pump (1) where the mixture is produced reaching a

distribución que en su parte posterior permite medir las relaciones de absorbancias y el pH distribution that at its back allows measuring absorbance ratios and pH

del agua de mar en más de 40 puntos de la mezcla. Para ello, el sistema electrónico (17) of seawater in more than 40 points of the mixture. For this, the electronic system (17)

sigue la evolución de la absorbancia de la forma básica detectando su valor máximo y it follows the evolution of the absorbance of the basic form detecting its maximum value and

comenzando a medir valores de pH en el rango de absorbancias en el punto isosbéstico starting to measure pH values in the range of absorbances at the isosbestic point

30 30
entre 0.6 y 0.15. Las correspondientes medidas de pH de cada uno de los registros between 0.6 and 0.15. The corresponding pH measurements of each of the registers

realizados se utilizan para calcular la correspondiente recta obtenida al representarlos frente made are used to calculate the corresponding line obtained when represented against

a la absorbancia del punto isosbéstico. La ordenada en el origen de dicha recta suministra el to the absorbance of the isosbestic point. The ordinate at the origin of said line provides the

pH de la muestra de agua de mar analizada sin el efecto perturbador del indicador añadido    pH of the analyzed seawater sample without the disturbing effect of the added indicator

para cada muestra analizada. La desviación estándar de los residuales entre la recta obtenida y los valores experimentales es siempre inferior a ±0.0004. En la fase de medida, conforme la mezcla agua de mar-indicador se desplaza a baja velocidad por acción de la bomba peristáltica ( 1 ), el sistema espectrofotométrico va tomando aproximadamente unas for each sample analyzed. The standard deviation of the residuals between the line obtained and the experimental values is always less than ± 0.0004. In the measurement phase, as the sea-indicator water mixture moves at a low speed due to the peristaltic pump (1), the spectrophotometric system takes approximately

5 40 medidas a lo largo de su paso siguiendo la evolución de la mezcla. El equipo elimina las lecturas de absorbancia superiores a 0.6 (ajustable) para el pico a 578 nanómetros y toma las medidas hasta que la absorbancia del pico isosbéstico es de 0.15 (ajustable). Posteriormente, calcula el pH para cada lectura y realiza el cálculo de la ordenada en el origen de los valores. 5 40 measurements throughout its passage following the evolution of the mixture. The equipment eliminates absorbance readings greater than 0.6 (adjustable) for the 578 nanometer peak and takes measurements until the absorbance of the isosbestic peak is 0.15 (adjustable). Subsequently, it calculates the pH for each reading and calculates the ordinate at the origin of the values.

10 El sistema electrónico (17) del equipo controla toda la secuenciación, abriendo y cerrando las válvulas, accionando la bomba peristáltica (1) y activando el detector espectrofotométrico (13). El encendido de la lámpara espectrofotométrica (12) se realiza al inicio de cada medida para favorecer su estabilidad y se mantiene así durante los 6 minutos de media de análisis. Sólo cuando se acciona la bomba peristáltica (1) a mayor velocidad el 10 The electronic system (17) of the equipment controls all the sequencing, opening and closing the valves, activating the peristaltic pump (1) and activating the spectrophotometric detector (13). The ignition of the spectrophotometric lamp (12) is carried out at the beginning of each measurement to favor its stability and is maintained for 6 minutes on average. Only when the peristaltic pump (1) is operated at a higher speed does the

15 consumo se eleva hasta 1.1 Amp. Mientras que en el resto de procesos su consumo es inferior a 1 Amp. Fuera del proceso de medida el equipo está en reposo con un consumo inferior a 0.05 Amp. En este estado sólo permanece activa la unidad del micro-controlador 15 consumption rises to 1.1 Amp. While in the rest of the processes its consumption is less than 1 Amp. Outside the measurement process the equipment is at rest with a consumption of less than 0.05 Amp. In this state, only the micro-controller unit remains active.

(17) y comunicación. Considerando una medida de pH cada hora como valor más usual de determinación en una boya oceanográfica, ello supone un consumo menor de 0.2 Amp/h. (17) and communication. Considering a pH measurement every hour as the most usual determination value in an oceanographic buoy, this implies a consumption of less than 0.2 Amp / h.


20

twenty

Claims (8)

REIVINDICACIONES 1.-Equipo autónomo para la medición de pH del tipo sensor de medida del pH en medio marino caracterizado porque comprende elementos que permiten la inyección de la muestra e indicador (4) independiente de condiciones ambientales externas, elementos para facilitar la eliminación de burbujas (6), elementos para eliminar los efectos de cambio de presión (16) debidos al movimiento del equipo en medio acuático y elementos electrónicos (17) que permiten reducir el consumo eléctrico. 1.-Autonomous equipment for pH measurement of the pH sensor type sensor in marine environment characterized in that it includes elements that allow the injection of the sample and indicator (4) independent of external environmental conditions, elements to facilitate the elimination of bubbles ( 6), elements to eliminate the effects of pressure change (16) due to the movement of the equipment in an aquatic environment and electronic elements (17) that allow reducing the electrical consumption. 2.-Equipo autónomo para la medición de pH según reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla de indicador y muestra se realiza mediante un tubo enrollado (4) de 2 metros de largo y 0,3 mm de diámetro interno para la mejora de la mezcla y distribución del indicador. 2. -Autonomous equipment for pH measurement according to claim 1, characterized in that the mixing of the indicator and sample is carried out by means of a rolled tube (4) of 2 meters long and 0.3 mm internal diameter for the improvement of the mixture and distribution of the indicator. 3.-Equipo autónomo para la medición de pH según reivindicación 2, caracterizado porque el tubo de mezcla (4) se encuentra situado en el interior de un bloque metálico en contacto directo con las paredes del equipo para conservar la temperatura inicial de la muestra. 3. Autonomous equipment for pH measurement according to claim 2, characterized in that the mixing tube (4) is located inside a metal block in direct contact with the walls of the equipment to maintain the initial temperature of the sample. 4.-Equipo autónomo para la medición de pH según reivindicación 1, caracterizado porque se sitúa un tubo ( 6) de 8 mm de largo y 1 O cm de largo entre la cubeta de medida (7) y la bomba peristáltica (1) para amortiguar los efectos pulsantes de la bomba peristáltica (1) y facilitar la eliminación de burbujas bajo la acción de vacío sobre el equipo. 4.-Autonomous equipment for pH measurement according to claim 1, characterized in that a tube (6) 8 mm long and 1 O cm long is placed between the measuring cuvette (7) and the peristaltic pump (1) for cushion the pulsating effects of the peristaltic pump (1) and facilitate the elimination of bubbles under the action of vacuum on the equipment. 5.-Equipo autónomo para la medición de pH según reivindicación 1, caracterizado porque la bomba peristáltica (1) dispone de un segundo canal (16) que aísla el agua a ser analizada, para eliminar efectos de cambios de presión debido al movimiento del equipo en medio manno. 5. Autonomous equipment for pH measurement according to claim 1, characterized in that the peristaltic pump (1) has a second channel (16) that isolates the water to be analyzed, to eliminate effects of pressure changes due to the movement of the equipment In half man. 6.-Equipo autónomo para la medición de pH según reivindicación 1, caracterizado porque dispone de un sensor de presión (10) situado entre la bomba peristáltica (1) y el tubo (6) situado después de la cubeta de medida (7), que regula la presión a un valor inferior a la presión externa. 6. -Autonomous equipment for pH measurement according to claim 1, characterized in that it has a pressure sensor (10) located between the peristaltic pump (1) and the tube (6) located after the measuring cuvette (7), which regulates the pressure to a value lower than the external pressure. 7.-Equipo autónomo para la medición de pH según reivindicación 1, caracterizado porque dispone de un sistema electrónico ( 17) que permite la realización de más de 40 medidas de pH a diferentes cantidades de indicador para una misma muestra y elimina el efecto del indicador en la lectura final del pH. 7. Autonomous equipment for pH measurement according to claim 1, characterized in that it has an electronic system (17) that allows more than 40 pH measurements to be made at different amounts of indicator for the same sample and eliminates the effect of the indicator in the final pH reading.
8.-Equipo autónomo para la medición de pH según reivindicación 1, caracterizado porque emplea como fuente lumínica una lámpara espectrofotométrica (12), ya que incrementa la intensidad de luz emitida en el rango bajo visible (380-450 nm) y facilita la realización de espectros totales.

8. Autonomous equipment for pH measurement according to claim 1, characterized in that it uses a spectrophotometric lamp (12) as a light source, since it increases the intensity of light emitted in the visible low range (380-450 nm) and facilitates the realization of total spectra.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283767A (en) * 1992-02-27 1994-02-01 Mccoy Kim Autonomous oceanographic profiler
US6356205B1 (en) * 1998-11-30 2002-03-12 General Electric Monitoring, diagnostic, and reporting system and process
ES2209641A1 (en) * 2002-11-20 2004-06-16 Agustin Uriarte Aldama Buoy for measurement of water quality, comprises control module, general pressure sensor, communication devices, devices for measuring parameters which determine quality of water
US20050207939A1 (en) * 2003-12-05 2005-09-22 Christopher Roussi Water-quality assessment system
WO2008061315A1 (en) * 2006-11-24 2008-05-29 Aqualysis Pty Ltd Chemical analyser

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283767A (en) * 1992-02-27 1994-02-01 Mccoy Kim Autonomous oceanographic profiler
US6356205B1 (en) * 1998-11-30 2002-03-12 General Electric Monitoring, diagnostic, and reporting system and process
ES2209641A1 (en) * 2002-11-20 2004-06-16 Agustin Uriarte Aldama Buoy for measurement of water quality, comprises control module, general pressure sensor, communication devices, devices for measuring parameters which determine quality of water
US20050207939A1 (en) * 2003-12-05 2005-09-22 Christopher Roussi Water-quality assessment system
WO2008061315A1 (en) * 2006-11-24 2008-05-29 Aqualysis Pty Ltd Chemical analyser

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