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Anwendungen

Ein Hydroponik-Monitor auf Abwegen

Veröffentlicht von Stefan Langner am 30.04.2018 10:00:00

...und eine Einladung zum „Mitforschen“

Der GroLine-Monitor HI981420Eigentlich ist der GroLine pH/Leitfähigkeits-/Temperatur-Monitor HI981420 dafür gedacht eben diese Parameter in Nährmittellösungen für Gewächshäuser, Hydroponik und ähnliche Anwendungen im Dauereinsatz zu überwachen. Ein besonderes Highlight dieses Geräts ist die Möglichkeit Daten im Viertelstundentakt aufzuzeichnen und das über 30 Tage. Darüber hinaus können die Messwerte über die eingebaute USB-C-Schnittstelle des Geräts ausgelesen werden. Das hat unseren Vertriebskollegen aus Nordrhein-Westfalen, Holger Schreiber, der begeisterter Hobby-Aquarianer (Süßwasser) ist, auf die Idee gebracht die Multiparametersonde des HI981420 einen Monat lang in sein Aquarium zu hängen und zu messen was sich im Verlauf dieser Zeit da so tut. Herausgekommen ist dabei ein äußerst interessanter Datensatz, den Herr Schreiber mir freundlicherweise zur Verfügung gestellt hat und den wir uns in diesem Artikel anschauen wollen.

Ein Monat im Leben eines Aquariums im Bergischen Land

Über einen Monat lang hat der HI981420 die Wasserwerte im Aquarium aufgezeichnet, genauer gesagt pH-Wert, die Leitfähigkeit und Temperatur. Die Messwerte präsentieren wir in den nachfolgenden Grafiken. Bei allen Darstellungen ist die x-Achse in Tagen skaliert und da die Messungen gegen 10:30 am 21.2.2018 beginnt, sitzt der Teilstrich jeweils bei 10:30 am jeweiligen Tag, dies als Interpretationshilfe.

Der pH-Wert

Unsere Übersichtsgrafik zeigt, dass es offensichtlich einen Tag/Nacht-Zyklus im pH-Wert gibt:

Der pH-Wert im Verlaufe eines Monats

In der Detailansicht sieht man, dass die pH-Werte im Verlauf von 24 Stunden um maximal 0,4 variieren. Auf die Bedeutung des Ausreißers nach unten kommen wir später zu sprechen.

Der Verlauf des pH-Werts im Detail

Generell lässt sich die Schwankung – da sind Herr Schreiber und ich uns einig – mit der Photosynthese der Wasserpflanzen im Aquarium erklären: tagsüber verbrauchen die Pflanzen im Wasser gelöstes Kohlendioxid, um daraus Sauerstoff zu erzeugen, der pH-Wert steigt. Nachts steigt die Konzentration des gelösten Kohlendioxids wieder an, der pH-Wert sinkt durch die Produktion von Kohlensäure (H2CO3) und ihrer teilweisen Dissoziation zu H3O+ und HCO3- bzw. CO32- . Die Höhe der täglichen Ausschläge könnte etwas mit dem Licht zu tun haben, an hellen Tagen wird mehr CO2 verbraucht und der pH-Wert steigt dadurch stärker. Generell scheint der pH-Wert bis zum Ausreißer am 15.3.2018 etwas zu sinken. Dies könnte mit einer generellen Zunahme gelöster Stoffe im Laufe der Zeit zusammenhängen.

Die Leitfähigkeit

Hier sieht der Verlauf gänzlich anders aus, bis auf den Ausreißer am 15.3. Und um es gleich hier vorwegzunehmen, Herr Schreiber hat an diesem Tag einen Wasserwechsel in seinem Aquarium durchgeführt, und das wird das Hauptthema in diesem Abschnitt sein.

Diet leitfähigkeit im Aquarium im Verlauf eines Monats

Im Detail sieht der Verlauf wie nachfolgend aus:

Die Leitfähigkeit im Detail

Die gut sichtbaren Sprünge in dem Diagramm hängen damit zusammen, dass wir nur über einen kleinen Leitfähigkeitsbereich messen, ca. 0,35 bis 0,55 mS/cm aus dem Gesamtmessbereich von 0,00 bis 10,00 mS/cm. Daher sieht man schon Effekte durch die Messauflösung von 0,01 mS/cm, ein „Treppchen“ oder „Spike“ nach oben oder unten entspricht genau 0,01 mS/cm.
Zu erkennen ist zunächst eine langsame Zunahme der Leitfähigkeit von ca. 0,47 bis 0,55 ms/cm bis zum 15.3. Im Süßwasseraquarium sollte die Leitfähigkeit nicht wesentlich über 0,5 mS/cm (oder 500 µS/cm) liegen. Somit hat der GroLine-Monitor Herrn Schreiber angezeigt wann es Zeit für einen Wasserwechsel war, der dann am 15.3. erfolgte. Dass der Leitfähigkeitswert nach dem Wasserwechsel schon wieder bei etwa 0,35 mS/cm liegt, hängt damit zusammen, dass Herr Schreiber sein Aquarienwasser aus Leitungswasser bereitet, das diesen Leitfähigkeitswert hat. Das erklärt auch, warum Herr Schreiber bisher wenig Glück mit der Diskushaltung hatte, diese Fischsorte benötigt nämlich Leitfähigkeitswerte von maximal 0,2 mS/cm.

Im Übrigen erklärt sich die Zunahme der Leitfähigkeit, die ja auf gelösten Ionen im Wasser basiert, im Laufe der Zeit durch die zunehmende Konzentration von Futterresten und Stoffwechselprodukten der Bewohner, die auch Ionen enthalten. Somit ist die Leitfähigkeit in diesem Fall ein sehr guter Indikator für die Sauberkeit des Aquarienwassers.

Die Temperatur

Auch bei der Temperatur beobachtet man ein zyklisches Verhalten:

Die Aquarientemperatur im Monatsverlauf

Der Temperaturverlauf im Detail

Die Schwankungen liegen bei etwa 1 °C pro 24 Stunden. Auch hierbei dürfte es sich um einen Effekt handeln, dass die Temperatur über Tag durch Eintrag von Energie in das Aquarium steigt und nachts, wenn weniger geheizt wird, wieder sinkt. Insgesamt scheint die Temperaturschwankung in die Regelbandbreite des Thermostats der Aquarienheizung zu fallen, da hier offensichtlich kein Eingriff stattfindet. Da sich die Durchschnittstemperatur im Zeitraum von mehreren Tagen etwas ändert, hat Herr Schreiber den Thermostat möglicherweise mehrfach etwas verstellt.

Der Ausreißer ist einfach zu erklären

Mit dem gesammelten Vorwissen können wir jetzt auch die Ausreißer der Messwerte während des Wasserwechsels erklären – die Multiparametersonde lag an der Luft während des Wasserwechsels. Das erklärt den merkwürdigen pH-Wert, eine Leitfähigkeit von 0 mS/cm, da Luft ein guter Isolator ist, und der Temperaturfühler misst schlicht die Raumtemperatur.

Sie sind ganz anderer Meinung was die Interpretation der Daten angeht?

Aufgrund der Datenmenge, die zwischen dem 21. Februar und 23. März diesen Jahres gesammelt wurde, und der Komplexität der Daten konnten wir hierbei nur an der Oberfläche kratzen und einige generelle Interpretationen von Herrn Schreiber und mir präsentieren. Daher ergeht an unsere interessierten Leser der Aufruf doch mit zu forschen. Teilen Sie Ihre Ergebnisse mit uns indem Sie Kommentare zum Artikel verfassen. Die Grafiken enthalten bestimmt einiges was wir nicht gesehen haben. Auf Wunsch stelle ich Ihnen auch gerne den Originaldatensatz als Excel-Datei für eigene Detailrecherchen zur Verfügung. Bei Interesse schreiben Sie bitte eine Mail an hid-marketing@hannainst.de und ich schicke Ihnen die Datei.

HI981420 kennenlernen

Themen: Leitfähigkeit, pH-Wert, Temperatur, Aquaristik, Süßwasser

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