Резюме
С интензифицирането на аквакултурите и нарастващите изисквания за опазване на морската среда, традиционните методи за мониторинг на качеството на водата вече не могат да отговорят на многоизмерните изисквания в реално време. Тази статия систематично разглежда технологичните принципи и приложната стойност на плаващите многопараметрични сензори за качество на водата в канали за сладководни аквакултури и морска среда. Чрез сравнителни експерименти се валидират предимствата в производителността при мониторинг на ключови параметри като разтворен кислород, pH, мътност и проводимост. Освен това се обсъжда интеграцията на IoT технология за интелигентни системи за мониторинг. Казусите показват, че тази технология намалява времето за реакция при аномалии в качеството на водата с 83% и намалява честотата на заболяванията по аквакултурите с 42%, осигурявайки надеждна техническа поддръжка за съвременните аквакултури и опазване на морската екология.
1. Технически принципи и системна архитектура
Плаващата многопараметрична сензорна система е с модулен дизайн, като основните компоненти включват:
- Сензорен масив: Вграден оптичен сензор за разтворен кислород (точност ±0,1 mg/L), стъклен pH електрод (±0,01), четириелектродна сонда за проводимост (±1% FS), устройство за разсейване на мътността (0–4000 NTU).
- Плаваща конструкция: Корпус от полиетилен с висока плътност със слънчево захранване и подводни стабилизатори.
- Реле на данни: Поддържа 4G/BeiDou двурежимно предаване с регулируема честота на дискретизация (5 мин. – 24 ч.).
- Самопочистваща се система: Ултразвуковото устройство против биообрастване удължава интервалите за поддръжка до 180 дни.
2. Приложения в каналите за сладководни аквакултури
2.1 Динамично регулиране на разтворения кислород
В районите за отглеждане на Macrobrachium rosenbergii в Дзянсу, сензорната мрежа проследява колебанията на разтворения кислород в реално време (2,3–8,7 mg/L). Когато нивата паднат под 4 mg/L, аераторите се активират автоматично, което намалява случаите на хипоксия със 76%.
2.2 Оптимизация на храненето
Чрез корелиране на данните за pH (6,8–8,2) и мътност (15–120 NTU) е разработен динамичен модел на хранене, подобряващ усвояването на фуража с 22%.
3. Пробиви в мониторинга на морската среда
3.1 Адаптивност към соленост
Електродите от титаниева сплав поддържат линеен отклик (R² = 0,998) в диапазоните на соленост от 5 до 35 psu, с отклонение на данните <3%, наблюдавано при тестовете с морски клетки на Фуджиан.
3.2 Алгоритъм за компенсация на приливите и отливите
Динамичен алгоритъм за базова линия елиминира смущенията от приливните колебания върху измерванията на амонячния азот (0–2 mg/L), намалявайки грешката до ±5% при тестовете в естуара на река Цянтан.
4. Решения за интеграция на интернет на нещата
Възлите за периферни изчисления позволяват локална предварителна обработка на данни (намаляване на шума, премахване на отклонения), докато облачните платформи поддържат многоизмерен анализ:
- Пространствено-времеви топлинни карти за горещи точки на цъфтеж на водорасли
- LSTM модели, предсказващи 72-часови тенденции в качеството на водата
- Сигнали от мобилно приложение (забавяне на реакцията <15 секунди)
5. Анализ на разходите и ползите
В сравнение с традиционното ръчно вземане на проби:
- Разходите за мониторинг са намалени с 62% годишно
- Плътността на данните се е увеличила 400 пъти
- Предупреждения за цъфтеж на водорасли, издадени 48 часа по-рано
- Процентът на оцеляване в аквакултурите се е подобрил до 92,4%
6. Предизвикателства и бъдещи перспективи
Настоящите ограничения включват смущения от биологично замърсяване (особено над 28°C) и междупараметрични смущения. Бъдещите насоки включват:
- Сензорни материали на основата на графен
- Автономно калибриране на подводен робот
- Проверка на данни, базирана на блокчейн
Заключение
Плаващите многопараметрични системи за мониторинг представляват технологичен скок от „периодично вземане на проби“ към „непрекъснато наблюдение“, осигурявайки критична подкрепа за интелигентното рибарство и опазването на морската екология. През 2023 г. Министерството на земеделието на Китай включи такива устройства в...Съвременни стандарти за аквакултурни ферми, което сигнализира за широко бъдещо приемане.
Можем да предложим и разнообразни решения за
1. Ръчен измервателен уред за многопараметрично качество на водата
2. Система с плаващи буи за многопараметрично качество на водата
3. Автоматична четка за почистване на многопараметричен сензор за вода
4. Пълен комплект сървъри и софтуерен безжичен модул, поддържа RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
За повече сензор за вода информация,
Моля, свържете се с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Уебсайт на компанията:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Време на публикуване: 13 август 2025 г.