水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中應(yīng)用傳感器
細(xì)數(shù)各大應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中的傳感器
水產(chǎn)養(yǎng)殖是以人工控制為前提下繁殖、施肥培育和撒網(wǎng)收獲水生動(dòng)植物的生產(chǎn)活動(dòng)。一般包括在人工飼養(yǎng)管理下從苗種養(yǎng)成水產(chǎn)品的全過程。廣義上也可包括水產(chǎn)資源增殖。水產(chǎn)養(yǎng)殖有有以下三大養(yǎng)殖方式。粗養(yǎng)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(yǎng)成水產(chǎn)品，如湖泊水庫養(yǎng)魚和淺海養(yǎng)貝等。精養(yǎng)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(yǎng)殖水生動(dòng)植物，如池塘養(yǎng)魚、圈網(wǎng)養(yǎng)魚和圍欄養(yǎng)殖等。高密度精養(yǎng)采用流水、控溫、增氧和投喂優(yōu)質(zhì)餌料等方法，在小水體中進(jìn)行高密度養(yǎng)殖，從而獲得高產(chǎn)，如流水高密度養(yǎng)魚、蝦等。
20世紀(jì)70年代以來世界水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量增長(zhǎng)迅速，在水產(chǎn)業(yè)中的比重也正在日益提高。中國(guó)淡水養(yǎng)殖歷史可追溯到公元前11世紀(jì)。公元前5世紀(jì)已有《養(yǎng)魚經(jīng)》問世。淡水養(yǎng)殖主要有兩種類型:一是池塘精養(yǎng)鯉科魚類，以投餌、施肥取得高產(chǎn)，并將各種不同食性的魚類進(jìn)行混養(yǎng)，以充分發(fā)揮水體生產(chǎn)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(yǎng)苗種，主要依靠天然餌料獲得水產(chǎn)品。1986年全國(guó)淡水養(yǎng)殖面積約4600萬畝(約占可養(yǎng)面積的61%)，其中池塘占35%，集中在長(zhǎng)江中下游和珠江三角洲;湖泊占17%，主要在長(zhǎng)江中、下游和東北、內(nèi)蒙古地區(qū);水庫占37%，分布全國(guó);河溝占9%，主要在江蘇、浙江水網(wǎng)地區(qū)。淡水養(yǎng)殖總產(chǎn)量多年來一直居世界，以22%左右的速度遞增，1986年產(chǎn)量為295萬噸，占全國(guó)水產(chǎn)總產(chǎn)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(chǎn)量。
水產(chǎn)養(yǎng)殖常用傳感器有溫度傳感器、水質(zhì)ph傳感器和溶解氧傳感器。它們都是水產(chǎn)養(yǎng)殖水體檢測(cè)的儀器。
一、Ph傳感器工作原理
pH定義為介質(zhì)中氫離子活度的負(fù)對(duì)數(shù)值，用于衡量介質(zhì)酸堿程度。氫離子(H+)選擇性滲透通過外層膜，產(chǎn)生電化學(xué)電位，即電化學(xué)分界層的電位。生成的電化學(xué)電位取決于介質(zhì)的pH值。電極內(nèi)置Ag/AgCl作為參比電極，其電位穩(wěn)定，不受介質(zhì)酸堿度影響。變送器基于能斯特方程(Nernst) 將測(cè)量電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)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(tài)氧含量的指標(biāo)。極譜法溶解氧電極由陽極、陰極、電解質(zhì)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(zhì)中溶解氧濃度成比例關(guān)系。變送器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成溶解氧濃度、氧飽和度或氧分壓值。
光學(xué)溶解氧電極使用465nm光源作為激發(fā)光，照射敏感膜片產(chǎn)生620nm熒光。在水中溶解氧的作用下發(fā)生熒光猝滅效應(yīng)，猝滅程度與溶解氧濃度成線性關(guān)系。
三、氨氮傳感器工作原理：
氨氮是工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活廢水中常見的一種污染物。氨氮會(huì)消耗水體中的溶解氧，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。AMT-PA300基于離子選擇法測(cè)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(cè)銨離子可以遷移通過離子選擇膜，并發(fā)生電荷變化，在工作電極上產(chǎn)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(cè)量工作電極與參比電極之間的電位差并轉(zhuǎn)換成氨氮濃度，基于電位法測(cè)量原理，不受色度和濁度的影響。
水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中應(yīng)用傳感器
一、系統(tǒng)概述：
水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)控管理系統(tǒng)集傳感器、自動(dòng)化控制、通訊、計(jì)算等技術(shù)于一體，通過用戶自定儀水質(zhì)生物生長(zhǎng)所需的適宜環(huán)境參數(shù)，搭建養(yǎng)殖智能化軟硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖中水溫、光照、溶氧，ph值等因子的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制。
本系統(tǒng)可以模擬基本的生態(tài)環(huán)境因子，如水溫、光照、溶氧，ph值等，以適應(yīng)不同水質(zhì)生物生長(zhǎng)繁育的需要，它由智能監(jiān)控單元組成，按照預(yù)設(shè)參數(shù)，精確的測(cè)量水溫、光照、溶氧，ph等參數(shù)，并利用手動(dòng)、自動(dòng)兩種方式啟動(dòng)或關(guān)閉不同的執(zhí)行結(jié)構(gòu)（投料機(jī)、增氧機(jī)等），程序所需的數(shù)據(jù)都是通過各類傳感器實(shí)時(shí)采集的。
該系統(tǒng)的使用，可以為水質(zhì)生物提供一個(gè)理想的生長(zhǎng)環(huán)境，并能起到減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高設(shè)備利用率、改善水質(zhì)環(huán)境、減少養(yǎng)殖病害、增加養(yǎng)殖產(chǎn)量等作用。
二、系統(tǒng)組成：
1、數(shù)據(jù)管理層（監(jiān)控中心）：
硬件主要包括：工作站電腦、服務(wù)器（電信、移動(dòng)或聯(lián)通固定IP專線或者動(dòng)態(tài)ip域名方式）；
軟件主要包括：操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)中心軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件平臺(tái)（采用B/S結(jié)構(gòu)，可以支持在廣域網(wǎng)進(jìn)行瀏覽查看）、 防火墻軟件；
2、數(shù)據(jù)傳輸層（數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)）：
采用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，系統(tǒng)無需布線構(gòu)建簡(jiǎn)單、快捷、穩(wěn)定；
GPRS無線組網(wǎng)模式具有：數(shù)據(jù)傳輸速率高、信號(hào)覆蓋范圍廣、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、安全性高、運(yùn)行成本低、維護(hù)成本低等特點(diǎn)；
3、數(shù)據(jù)采集層（前端硬件設(shè)備）：
遠(yuǎn)程測(cè)控成套設(shè)備：測(cè)控終端；
傳感計(jì)量設(shè)備：水溫傳感器、光照傳感器、溶解氧傳感器、PH值傳感器、投料機(jī)、增氧機(jī)等；
四、系統(tǒng)特點(diǎn)：
1、實(shí)用性：水產(chǎn)養(yǎng)殖站點(diǎn)地理位置分散，因此采用覆蓋廣泛的GPRS網(wǎng)絡(luò)高信號(hào)捕捉，必要是采用高增益天線，可確保網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行；
2、實(shí)時(shí)性：采用新的通信和軟硬件技術(shù)，建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多線程的遠(yuǎn)程并發(fā)通信，在幾秒時(shí)間內(nèi)，可以讓成百上千臺(tái)的測(cè)控終端實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心進(jìn)行集中監(jiān)視和遠(yuǎn)程調(diào)度，實(shí)現(xiàn)故障信息的及時(shí)報(bào)警；
3、可擴(kuò)充性：系統(tǒng)預(yù)留接口，可以進(jìn)行系統(tǒng)或軟硬件模塊的無限擴(kuò)展，便于長(zhǎng)期的升級(jí)和維護(hù)，延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命，通過更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失；
4、易維護(hù)性：系統(tǒng)可對(duì)測(cè)控終端執(zhí)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作命令，包括遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)抄收、遠(yuǎn)程終端復(fù)位、遠(yuǎn)程測(cè)控終端升級(jí)等；
5、操作簡(jiǎn)易性：系統(tǒng)軟件功能完善，模塊化、圖形化設(shè)計(jì)，全過程全中文幫助，操作簡(jiǎn)單方便
水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)池塘水環(huán)境有著較為嚴(yán)格的要求，強(qiáng)調(diào)池塘水溶氧量的合理性。池塘水溶解氧的水平、垂直、晝夜變化及調(diào)控措施，并在此基礎(chǔ)之上，從季節(jié)變化、日變化2個(gè)方面，闡述了氧盈與氧債的變化規(guī)律及調(diào)控對(duì)策，旨在強(qiáng)化對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘溶解氧變化的認(rèn)識(shí)，從而推動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)不斷發(fā)展。
水是水產(chǎn)養(yǎng)殖中的重要元素，也是養(yǎng)殖動(dòng)物的生活環(huán)境。水中的溶氧量對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖的魚類、蝦類等的生長(zhǎng)繁殖造成一定影響，因此在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，注重對(duì)池塘中溶解氧變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)，有助于采取有效的調(diào)控措施，確保水產(chǎn)養(yǎng)殖中水質(zhì)的優(yōu)良。對(duì)此，工采網(wǎng)小編立足于水產(chǎn)養(yǎng)殖中池塘中溶解氧的變化規(guī)律，有針對(duì)性及建設(shè)性地提出了相應(yīng)的調(diào)控措施，以提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的技術(shù)水平。
溶解氧是池塘水體中一個(gè)重要的水質(zhì)因子，它不但影響到養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、攝食吸收和生存活動(dòng)，還影響到水體中有機(jī)污染物的分解以及毒害物質(zhì)(如：氨氮、亞硝酸鹽和硫化氫等)的降解。靜水池塘的溶解氧變化主要由浮游植物的光合作用程度和生化耗氧量來決定。由于受到風(fēng)向、風(fēng)力以及熱阻力(溫躍層)的影響，而表現(xiàn)為池塘水體溶氧水平和垂直分布的不均勻性。
