EUEDAPH és EPIEDAPH szondák

Valódi talajlakó fajok érzékelésére fejlesztjük az EUEDAPH, míg talajfelszíni fajokra az EPIEDAPH szondáinkat.

 

EPIEDAPH  szonda

A berendezés funkciója

A műszer célja, hogy felszínen mozgó ízeltlábúakat tudjunk monitorozni, valamint a csapdázba beeső állatokat detektálni, fotókészítéssel együtt. A detektálás és fénykép adatokat GPRS modulon keresztül küldjük egy központi adatfeldolgozó szerverre.

A műszernek önálló energiaellátó egysége van, melyet egy napelemes rendszerrel erősítünk meg.

A berendezés mechanikai konstrukciója

Az EPIEDAPH csapda a következő elemekből áll:

  • 150 mm átmérőjű védőcső
  • 150 mm átmérőjű mintatároló
  • EPIEDAPH szenzor doboz, melyet harmadik generációs IR2 szenzorral és fényképező egységgel szereltünk fel
  • kábelek, amelyek az energia utánpótlást és a kommunikációt szolgálják
  • D-Sub 15 csatlakozó
  • Mintagyűjtő egység
  • Védő tető
A csapda struktúrája

A védőcső feladata, hogy védje a mechanikai részeket és emellett folyamatos ellenőrzési és kezelési munkákat tudjunk végezni a vizsgált környezet zavarása nélkül. A cső tetejének pontosan a talajfelszín szintjébe kell esnie.

A védőcsőbe kerül alulra a mintagyűjtő tartály. Efölé kerül a szenzoros szonda, melyet fényképező készülékkel is felszerelünk.

A mintagyűjtőbe az állatok detektálás és fényképezés után kerülnek be. A fényképezési terület 21*30 mm.

A szenzordoboz fentről és alulról is rozsdamentes acéllal van lezárva. Belülről pedig egy üvegcső határolja szenzoros mezőt. Így ez a külvilágtól elzárva működtethető. A tisztítási és karbantartási munkák biztosítása érdekében azonban szétszerelhető.

A szenzoros dobozba egy tölcséren át kerülnek be az állatok, melyet a szennyeződések elkerülése végett egy szűrővel is felszerelünk.

 

EUEDAPH szonda

A berendezés funkciója

A műszer célja, a felszín alatt élő ízeltlábúak monitorozása, valamint a csapdába beeső állatok detektálása, fotókészítéssel együtt. A detektálás és fénykép adatokat GPRS modulon keresztül küldjük egy központi adatfeldolgozó szerverre.

Az eszköz felépítése nagyon hasonló az EPIEDAPH szonda esetében leírtakhoz, de a kisebb méretű állatok detektálás és a talajfelszín alatti monitorozás érdekében némi változtatást eszközöltünk.

A berendezés mechanikai konstrukciója

Az EUEDAPH csapda a következő elemekből áll:

  • Gyűjtő rendszer
  • 150 mm átmérőjű védőcső
  • Gyűjtőterület szűkítője, amely koncentrikusan pozícionálja a beeső állatokat
  • 120 mm átmérőjű gyűjtőcső
  • 150 mm átmérőjű excentrikusan pozícionáló cső, melynek a tetejét hálóval borítjuk
  • EUEDAPH szenzor doboz, melyet harmadik generációs IR2 szenzorral és fényképező egységgel szereltünk fel
  • kábelek, amelyek az energia utánpótlást és a kommunikációt szolgálják
  • D-Sub 15 csatlakozó
A csapda struktúrája

A védőcső feladata, hogy védje a mechanikai részeket és emellett folyamatos ellenőrzési és kezelési munkákat tudjunk végezni a vizsgált környezet zavarása nélkül. A csövet a talajba kell süllyeszteni.

A védőcsőbe kerül alulra a szenzoros szonda, melyet fényképező készülékkel is felszerelünk.  A mintagyűjtőbe az állatok detektálás és fényképezés után kerülnek be. A fényképezési terület 21*30 mm. A szenzoros rész fölött helyezkedik el a többszintes mintagyűjtő rész. Ennek felső részén egy tölcsér helyezkedik el, egy agyaggranulátumos zsákkal körbevéve. Ez utóbbi médiumközegként szolgál a csapda és a talaj között. Ez az állatok aktív mozgását biztosítja, de a bepotyogó szennyeződésektől védi a csapdát és így a szenzoros részt is. A gyűjtő tölcsér tetejét hálóval borítjuk, hogy a nagyobb fragmentumok beesést szintén megakadályozzuk. Ez a cső valamint az agyaggranulátumos rész az állatokat egy második tölcsérbe vezeti, melyet fentről szintén egy háló véd a beeső szennyeződésektől. Ez a tölcsér vezeti az állatokat a szenzoros részbe. Onnan pedig szenzorálás és fényképezés után egy 10 mm átmérőjű csövön fújatjuk ki az állatokat a felszínen található mintatartóba.

A detektálást az IR 3 szenzor végzi, 15 mm-es átmérőjű érzékelési területen. Az érzékelés után az állat az úgynevezett fotókamrába kerül, ahol egy 640×480 pixeles, 0,023 mm felbontású kép készül róluk.

 

A szondafejlesztések története

Mindkét új szondatípus az EDAPHOLOG rendszer továbbfejlesztése, amely egy előzetes LIFE projekt (MEDAPHON LIFE) keretében kifejlesztett talajbiológiai monitorozó eszköz. Segítségével gyorsan és költséghatékony módon, aktuális időfelbontásban lehet talajlakó ízeltlábúakat in-situ monitorozni. A mintavétel módja nagyon hasonló a veremcsapdák esetében használtakhoz. A csapdába bekerülő talajlakó ízeltlábúak (0.3 és 10mm között) nem tudnak megszökni, befogásuk után 70%-os alkoholban konzerválódnak. Újdonsága abban áll, hogy az opto-elektronikus szenzorok automatikusan megszámolják a szondába esett organizmusokat, miközben a testük méretére vonatkozóan is becslést végeznek. Az érzékelés az infravörös sugár intenzitás változás észlelésén alapul. Minden gerinctelen, mely áthalad az infravörös sugáron, egy méretétől függő, azzal arányos változást idéz elő a fényintenzitásban, mely aztán elektromos impulzussá alakul át. Az impulzus amplitúdója és hossza függ az állat méretétől.

Amikor egy egyed beesik a szondába, az esemény bekerül a rendszerbe és az adat egy adattovábbító egységen keresztül (logger) a központi adatbázisba kerül. A logger folyamatos, valós idejű rádiókapcsolatban áll a szondával, valamint GSM/GPRS kapcsolatban a szerverrel és a felhasználóval. A napelemmel és Li-ion akkumulátorral ellátott eszköz adatközlési gyakoriságát a felhasználó állíthatja be. Emberi beavatkozás nélkül hónapokig működhetnek.

A kontrol szoftver 3 alegységből áll:

  • relációs adatbázis a végleges adattároláshoz
  • kontrol egység a szondák és adattovábbító egységek működésének figyelemmel kíséréséhez
  • webes alkalmazás analízishez és kijelzéshez

Az EDAPHOLOG rendszer (szondák, adattovábbító egységek) egy a Java®-n alapuló kontrol szoftveren keresztül irányítható, amely külön a rendszerre lett fejlesztve. Az adatbázist az Oracle®-ön fejlesztették. Az adatkijelzést is a kontrol szoftver irányítja. A kontrol szoftver segítségével nyomon követhetjük a rendszer működését aktuális időfelbontásban, valamint minden szondát és adattovábbító egységet egyszerre működtethetünk az internetes keresőn keresztül. A feldolgozatlan vagy feldolgozott adat táblázat vagy grafikon formájában kinyerhető és megjeleníthető. Az EDAPHOWEB támogatja az egész monitorozó eljárást. A “Projektek” menüpont megfelel a monitorozó helyszínek installációjának. A “Készülékek” menüpont alatt az EDAPHOLOG egységeket lehet beállítani. Az “Opciókban” sms-t tudunk küldeni az adattovábbító egységeknek. Végül a “Grafikonok és Adatok” menüpont az adatlekérdezésekhez és kijelzésekhez kapcsolódik. A monitorozó helyszínek térbeli elosztása megtekinthető az interaktív Google térkép alkalmazáson, miközben a be-és kijövő sms-ek megjelennek egy külön ablakban.

A szenzorok továbbfejlesztése utána a csapdatesten kellett változásokat végrehajtanunk.

Az EPIEDAPH szonda esetében a fő kihívás a klasszikus tölcsércsapdába beeső szennyeződések kiszűrése volt.  Ezt a tölcsér nyílása fölé helyezett kis védőlemezzel oldottuk meg. Így beesést követően az állatoknak aktívan kell oldalirányba mozogniuk, mire a szenzorhoz vezető tölcsérbe kerülnek.

 

 

Az EUEDAPH szondák esetében szintén egy új konstrukciót alkalmaztunk. Célunk az volt, hogy csökkentsük a beeső szennyeződések mennyiségét, valamint hogy maximalizáljuk a szonda csapdarésze és a talaj közti kapcsolatot.

Az első prototípus esetében agyaggranulátumos zsákot használtunk a talaj, a felszín és a csapda közti médiumközegként. A zsák alá egy dupla szűrő rendszert helyeztünk. Az állatoknak aktívan kell átjutniuk a szűr rendszeren, majd ezután esnek bele abba a tölcsérbe, amely a szenzoros részhez vezeti őket. Sajnos itt az állatok gyakran megragadtak a szűrőrendszerben és egy idő után ott pusztultak el.

 

 

A következő verzió esetében egy dupla tölcséres rendszert alkalmaztunk. A felső tölcsér feladata a felszínen mozgó állatok csapdázása volt. A felső tölcsér és az alsó tölcsér közötti rést talajjal töltöttük ki. Itt egy dupla hálórendszer védte a második szintű tölcsért a bepotyogó szemcséktől. Az felső tölcsér az alsó tölcsérbe vezette az állatok. Ennek tetejére, hogy kivédjük a bepotyogó szemcséket, egy vékony rétegű agyaggranulátumos zsákot terítettünk.

 

 

Sajnos ezen a többszintű szűrőrendszeren keresztül is bepotyogtak a talajszemcsék. Így a legújabb csapdáinknál már a talaj helyett agyaggranulátummal töltjük ki a két tölcsér közöttii teret (lásd feljebb).