千噸萬人水產養殖領域監測設備

細數各大應用在水產養殖領域中的傳感器

水產養殖是以人工控制為前提下繁殖、施肥培育和撒網收獲水生動植物的生產活動。一般包括在人工飼養管理下從苗種養成水產品的全過程。廣義上也可包括水產資源增殖。水產養殖有有以下三大養殖方式。粗養是在中、小型自然形成的水域中投放苗種，*靠大自然中的天然餌料養成水產品，如湖泊水庫養魚和淺海養貝等。精養是在較封閉和體積較小的水體中用投餌、人工施肥等方法養殖水生動植物，如池塘養魚、圈網養魚和圍欄養殖等。高密度精養采用流水、控溫、增氧和投喂優質餌料等方法，在小水體中進行高密度養殖，從而獲得高產，如流水高密度養魚、蝦等。

20世紀70年代以來世界水產養殖產量增長迅速，在水產業中的比重也正在日益提高。中國淡水養殖歷史可追溯到公元前11世紀。公元前5世紀已有《養魚經》問世。淡水養殖主要有兩種類型:一是池塘精養鯉科魚類，以投餌、施肥取得高產，并將各種不同食性的魚類進行混養，以充分發揮水體生產力。另一類型是在湖泊、水庫、河溝、水稻田等大、中型水域中放養苗種，主要依靠天然餌料獲得水產品。1986年全國淡水養殖面積約4600萬畝(約占可養面積的61%)，其中池塘占35%，集中在長江中下游和珠江三角洲;湖泊占17%，主要在長江中、下游和東北、內蒙古地區;水庫占37%，分布全國;河溝占9%，主要在江蘇、浙江水網地區。淡水養殖總產量多年來一直居世界首，以22%左右的速度遞增，1986年產量為295萬噸，占全國水產總產量的36%。其中池塘占74%，水庫占8%，其余為湖泊、河溝和水稻田的產量。

水產養殖常用傳感器有溫度傳感器、水質ph傳感器和溶解氧傳感器。它們都是水產養殖水體檢測不可少的儀器。

一、Ph傳感器工作原理

pH定義為介質中氫離子活度的負對數值，用于衡量介質酸堿程度。氫離子(H+)選擇性滲透通過外層膜，產生電化學電位，即電化學分界層的電位。生成的電化學電位取決于介質的pH值。電極內置Ag/AgCl作為參比電極，其電位穩定，不受介質酸堿度影響。變送器基于能斯特方程(Nernst) 將測量電壓轉換成相應的pH值。

二、熒光溶解氧傳感器工作原理

溶解氧是表征溶解在水中分子態氧含量的指標。極譜法溶解氧電極由陽極、陰極、電解質和溶氧膜組成。氧分子滲透通過溶氧膜，在陰極還原成氫氧根離子；在陽極銀被氧化形成鹵化銀層。陰極釋放電子，陽極接收電子，形成的回路電流與介質中溶解氧濃度成比例關系。變送器將電流信號轉換成溶解氧濃度、氧飽和度或氧分壓值。

光學溶解氧電極使用465nm光源作為激發光，照射敏感膜片產生620nm熒光。在水中溶解氧的作用下發生熒光猝滅效應，猝滅程度與溶解氧濃度成線性關系。

三、氨氮傳感器工作原理：

氨氮是工業、農業和生活廢水中常見的一種污染物。氨氮會消耗水體中的溶解氧，導致水體富營養化。AMT-PA300基于離子選擇法測量銨離子，由工作電極、參比電極、離子選擇膜和電解液組成。只有待測銨離子可以遷移通過離子選擇膜，并發生電荷變化，在工作電極上產生電位，電位值與離子濃度成比例，參比電極電位恒定不變。變送器基于能斯特方程，測量工作電極與參比電極之間的電位差并轉換成氨氮濃度，基于電位法測量原理，不受色度和濁度的影響。

智能化水產養殖管理，主要是通過傳感器，無線傳感網、無線通信、智能管理系統和視頻監控系統等專業技術，對水體溫度、pH 值、溶解氧、鹽度、濁度、氨氮、亞硝酸鹽等對水產品生長環境有較大影響的水質參數及環境參數，魚類生長狀況進行方位的檢測管理外加遠程控制系統可以操作增氧機投食機等聯動設備，進而為水質控制提供科學依據，同時又達到高效、增產增收的目標。

系統組成：

水產養殖智能監測系統

1、采用具有自識別功能的監測傳感器，對水質、水環境信息（溫度、光照、余氯、PH值、溶解氧、濁度、鹽度、氨氮含量等）進行實時采集，實時監測養殖環境信息，預警異常情況，及時采取措施，降低損失。

2、智能化控制系統

可實現根據養殖預設條件，自動控制換水、增氧、增溫、喂料等設備的運行，滿足嚴苛的水產養殖環境條件要求，減少比不要的損失，同時可以節省用電，降低生產成本

3、顯示監控平臺

電腦、手機控制是農業物聯網控制系統的另一種便捷控制方式，用戶可在電腦或者智能手機上登錄物聯網系統，通過手機上的客戶端，用戶可以遠程查看設施環境數據和設備運行情況，還可以分析數據，方便靈活管理。

養殖池塘水體中溶氧的變化規律：

水中溶氧的分布與變化既呈現出復雜多變的態勢，又具有相對的規律性。

（1）晝夜變化

在沒有人工增氧作用的養殖池塘中，上層水的溶氧晝夜變化十分明顯。通常情況，下午高于早晨，白天高于夜間。白天隨著藻類光合作用的進行溶氧逐漸上升，至下午日落前達到大值，夜間由于藻類不能進行光合作用，而各種耗氧作用依然進行，因此水體溶氧會持續下降，至清晨日出前達到低水平。但隨著水層深度的增加，特別是在補償深度以下，溶氧的晝夜變化也趨于減弱甚至停滯。

（2）季節變化

冬春兩季溫度較低，藻類生長受到抑制，光合作用弱，產生的氧氣少，而此時水中生物量低，呼吸作用和化學耗氧下降，因此溶氧相對較低且變化較小。夏秋兩季水溫高、光照強烈，藻類生長快，光合作用旺盛，釋放大量氧氣，水體增氧作用明顯；但夏秋兩季也是水體生物量、糞便、殘餌、死亡的動植物尸體等各種有機廢物含量高、耗氧強烈的季節，因而此時水體溶氧變化大，并會經常出現溶氧過飽和水區，低氧甚至無氧水區等溶氧水平，是水產養殖最容易出現溶氧問題的季節。

（3）垂直變化

溶氧在水中的分布呈現出從上到下垂直遞減狀態，藻類只能在有光線的水層中生長并進行光合放氧，而耗氧作用卻在每一個深度都不停地進行，從而使水體溶氧形成上層高、下層低、非均勻遞減的垂直分布，這種現象常見于高溫季節的深水池塘。

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