Abstrakt
Vzhľadom na intenzifikáciu akvakultúry a rastúce požiadavky na ochranu morského prostredia už tradičné metódy monitorovania kvality vody nedokážu spĺňať viacrozmerné požiadavky v reálnom čase. Tento článok systematicky skúma technologické princípy a aplikačnú hodnotu plávajúcich viacparametrových senzorov kvality vody v sladkovodných akvakultúrnych kanáloch a morskom prostredí. Prostredníctvom porovnávacích experimentov sa potvrdzujú výkonnostné výhody pri monitorovaní kľúčových parametrov, ako je rozpustený kyslík, pH, zákal a vodivosť. Okrem toho sa diskutuje o integrácii technológie internetu vecí pre inteligentné monitorovacie systémy. Prípadové štúdie ukazujú, že táto technológia znižuje čas odozvy na anomálie kvality vody o 83 % a znižuje výskyt chorôb v akvakultúre o 42 %, čím poskytuje spoľahlivú technickú podporu pre modernú akvakultúru a ochranu morskej ekológie.
1. Technické princípy a architektúra systému
Plávajúci viacparametrový senzorový systém má modulárny dizajn s hlavnými komponentmi vrátane:
- Senzorové pole: Integrovaný optický senzor rozpusteného kyslíka (presnosť ±0,1 mg/l), sklenená pH elektróda (±0,01), štvorelektródová vodivostná sonda (±1 % FS), jednotka rozptylu zákalu (0–4000 NTU).
- Plávajúca konštrukcia: Kryt z polyetylénu s vysokou hustotou so solárnym zdrojom energie a podvodnými stabilizátormi.
- Dátové relé: Podporuje duálny režim prenosu 4G/BeiDou s nastaviteľnou vzorkovacou frekvenciou (5 min – 24 h).
- Samočistiaci systém: Ultrazvukové zariadenie proti biologickému znečisteniu predlžuje intervaly údržby na 180 dní.
2. Aplikácie v kanáloch sladkovodnej akvakultúry
2.1 Dynamická regulácia rozpusteného kyslíka
V oblastiach pestovania Macrobrachium rosenbergii v provincii Jiangsu sleduje sieť senzorov kolísanie rozpusteného kyslíka v reálnom čase (2,3 – 8,7 mg/l). Keď hladiny klesnú pod 4 mg/l, automaticky sa aktivujú prevzdušňovače, čím sa znižuje výskyt hypoxie o 76 %.
2.2 Optimalizácia kŕmenia
Koreláciou údajov o pH (6,8 – 8,2) a zákale (15 – 120 NTU) bol vyvinutý dynamický model kŕmenia, ktorý zlepšil využitie krmiva o 22 %.
3. Prelomy v monitorovaní morského prostredia
3.1 Adaptabilita slanosti
Elektródy z titánovej zliatiny si udržiavajú lineárnu odozvu (R² = 0,998) v rozsahu slanosti 5 – 35 psu, pričom v testoch s morskou klietkou vo Fujiane sa pozoroval posun údajov <3 %.
3.2 Algoritmus kompenzácie prílivu a odlivu
Dynamický algoritmus základnej línie eliminuje rušenie spôsobené kolísaním prílivu a odlivu pri meraniach amoniakálneho dusíka (0–2 mg/l), čím sa chyba v testoch ústia rieky Čchientang znižuje na ±5 %.
4. Riešenia integrácie internetu vecí
Uzly edge computingu umožňujú lokálne predspracovanie dát (redukcia šumu, odstraňovanie odľahlých hodnôt), zatiaľ čo cloudové platformy podporujú viacrozmernú analýzu:
- Priestorovo-časové tepelné mapy pre miesta s výskytom rias
- Modely LSTM predpovedajúce 72-hodinové trendy kvality vody
- Upozornenia mobilnej aplikácie (latencia odozvy <15 s)
5. Analýza nákladov a výnosov
V porovnaní s tradičným manuálnym odberom vzoriek:
- Náklady na monitorovanie sa ročne znížili o 62 %
- Hustota dát sa zvýšila 400-násobne
- Varovania pred kvitnutím rias boli vydané o 48 hodín skôr
- Miera prežitia v akvakultúre sa zlepšila na 92,4 %
6. Výzvy a budúce vyhliadky
Medzi súčasné obmedzenia patrí interferencia biologického znečistenia (najmä nad 28 °C) a interferencia medzi parametrami. Budúce smery zahŕňajú:
- Senzorové materiály na báze grafénu
- Autonómna kalibrácia podvodného robota
- Overovanie údajov založené na blockchaine
Záver
Plávajúce viacparametrové monitorovacie systémy predstavujú technologický skok od „prerušovaného odberu vzoriek“ k „kontinuálnemu snímaniu“ a poskytujú kritickú podporu pre inteligentný rybolov a ochranu morskej ekológie. V roku 2023 čínske ministerstvo poľnohospodárstva zaradilo takéto zariadenia doModerné štandardy akvakultúrnych fariem, čo signalizuje široké prijatie v budúcnosti.
Môžeme tiež poskytnúť rôzne riešenia pre
1. Ručný merač na meranie kvality vody s viacerými parametrami
2. Systém plávajúcich bójí pre viacparametrovú kvalitu vody
3. Automatická čistiaca kefka pre viacparametrový senzor vody
4. Kompletná sada serverov a softvérového bezdrôtového modulu, podporuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Pre viac senzorov vody informácie,
Kontaktujte, prosím, spoločnosť Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Webová stránka spoločnosti:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas uverejnenia: 13. augusta 2025