水產養殖領域中的傳感器檢測系統

水質指標的內容

    水質指標分為四類：

    物理性質指標：固體含量、渾濁度、透明度、溫度、電導率等；

    化學性質指標：pH值、硬度、有機物——含碳化合物（生化需氧量、化學需氧量、耗氧量、溶解氧等）、有機毒物；

    生物性質指標：大腸桿菌數、細菌總數、病原菌及病毒等；

其他指標：臭味、顔色、透明度等。

水質監測的方法

云傳物聯技術有限公司推出的AMT-FB301多參數水質監測浮標系統，AMT-FB301可以實現多種水質參數的同時測量，包括溶解氧、pH、ORP、電導率和濁度等，DT-200主控機通過RS485（Modbus/RTU協議）總線采集處理測量數據，再由無線模塊發送到遠程服務器，用戶可以實時獲得監測數據。

該系統以浮標為載體的水質監測系統是化學分析儀器和各種水質傳感器的集成，并結合了現代化的數據采集處理技術、數據通信技術、浮標設計及制造技術，是實現環境水質監測自動化、網絡化、在線監測的有效技術手段。

AMT-FB301多參數水質監測浮標系統的應用領域廣泛，可用在水產養殖、工業生活污水排放、農業灌溉用水、環境監測等領域。

溶解氧（DO）表示什么? 
溶解氧（DO）表示水中氧的溶解量，單位用mg/L表示。不同的生化處理方式對溶解氧的要求也不同，在兼氧生化過程中，水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之間，而在SBR好氧生化過程中，水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之間。因此，兼氧池操作時曝氣量要小，曝氣時間要短；而在SBR好氧池操作時，曝氣量和曝氣時間要大得多和長得多，而我們用的是接觸氧化，溶解氧控制在2.0-4.0mg/L。 
 

溶解氧是池塘水體中一個重要的水質因子，它不但影響到養殖動物的生長發育、攝食吸收和生存活動，還影響到水體中有機污染物的分解以及毒害物質(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。由于受到風向、風力以及熱阻力(溫躍層)的影響，而表現為池塘水體溶氧水平和垂直分布的不均勻性。

隨著科技的發展和電子信息技術的進步，人類快速步入物聯網社會。傳感器作為物聯網社會的最關鍵的組件之一，在萬物互聯的物聯網中起到了至關重要的作用。溶解氧傳感器是傳感器家族的重要一員，應用非常廣泛。

· 無流速要求，測量過程不消耗氧氣；

· 不需預熱，響應速度快，45秒響應（T90）；

· RS485通訊接口，標準Modbus協議，便于集成；

· 數據分析軟件，具有校準、記錄、分析、診斷功能

· 光學技術，無需頻繁更換膜片，也不用補充電解質溶液；

· 擁有自主產權和穩定關鍵器件供應鏈，產品具有*性價比；

· 改良的傳感膜，漂移小，易存儲，可在空氣中或濕潤的環境中長期存儲；

水產養殖領域中的傳感器檢測系統

電導率傳感器

電導率傳感器可以說是水質檢測儀中使用最多的傳感設備，它主要用于檢測水體中總離子的濃度，而且根據測量原理的不同可以分為電極型、電感型以及超聲波型。

PH傳感器

PH傳感器主要通過檢測氫離子來獲取水體的酸堿值，而PH值是水體的一個重要指標，在多個行業中對水體PH值都有嚴格的要求。

ORP傳感器

ORP傳感器主要用于溶液的氧還原電位，它不僅能多針對水體進行檢測，還可以對土壤和培養基中的ORP數據進行檢測，因此它也是應用領域最多的傳感器，通常它會跟PH傳感器一起使用。

• 維護方法

傳感器外表面：用自來水清洗傳感器的外表面，如果仍有碎屑殘留，用濕潤的軟布進行擦拭， 對于一些頑固的污垢，可以在自來水中加入一些家用洗滌液來清洗。

• 熒光帽外表面：除去傳感器前端的防護罩，用清水沖洗傳感器光窗上的污物，后再將罩子罩上；如果需要擦拭，請用軟布并小心力度及用力方向；如果對熒光膜層造成劃痕，傳感器將無法正常工作。
• 熒光帽內表面：如果水汽或灰塵侵入到了熒光帽的里面，清潔步驟如下：

l 取下熒光帽；

l 用自來水沖洗熒光帽的內表面；

l 對于含脂肪和油的污垢，用加了家用洗滌液的溫水清洗；

l 用去離子水沖洗熒光帽的內表；

l 用干凈的無絨布輕輕擦干所有表面，放在干燥的地方讓水分*蒸發。

• 檢查傳感器的線纜：正常工作時線纜不應繃緊，否則容易使線纜內部電線斷裂，引起傳感器不能正常工作。
• 檢查傳感器的外殼是否因腐蝕或其他原因受到損壞。
• 熒光帽日常保存：不使用時放在帶有濕潤海綿的防護罩里，讓傳感器長期保持濕潤狀態。如傳感器熒光帽頭部長期是干燥狀態，會產生測量結果的漂移，需要在水中浸泡48小時再使用。

熒光法溶解氧測量儀基于熒光猝熄原理。藍光照射到熒光物質上使熒光物質激發并發出紅光，由于氧分子可以帶走能量（猝熄效應），所以激發的紅光的時間和強度與氧分子的濃度成反比。通過測量激發紅光與參比光的相位差，并與內部標定值對比，從而可計算出氧分子的濃度。

廢水中的溶解氧監測曾起著非常重要的作用，但是，傳統的電化學方法的使用膜、電極和電解液，從而會導致很多問題，即使進行定期維護，還是不能得到準確的測量結果。創新的新型熒光技術，沒有膜和電解液，幾乎不用維護，性能優異，使用方便。

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。

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。