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(kù)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(kù)、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(kù)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(kù)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(kù)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