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日志

细数各大应用在水产养殖领域中的传感器

已有 1323 次阅读2018-2-5 15:52 |个人分类:传感器|系统分类:传感与控制| 溶解氧传感器, 水质ph传感器, 温度传感器

水产养殖是以人工控制为前提下繁殖、施肥培育和撒网收获水生动植物的生产活动。一般包括在人工饲养管理下从苗种养成水产品的全过程。广义上也可包括水产资源增殖。水产养殖有有以下三大养殖方式。粗养是在中、小型自然形成的水域中投放苗种,完全靠大自然中的天然饵料养成水产品,如湖泊水库养鱼和浅海养贝等。精养是在较封闭和体积较小的水体中用投饵、人工施肥等方法养殖水生动植物,如池塘养鱼、圈网养鱼和围栏养殖等。高密度精养采用流水、控温、增氧和投喂优质饵料等方法,在小水体中进行高密度养殖,从而获得高产,如流水高密度养鱼、虾等。

20世纪70年代以来世界水产养殖产量增长迅速,在水产业中的比重也正在日益提高。中国淡水养殖历史可追溯到公元前11世纪。公元前5世纪已有《养鱼经》问世。淡水养殖主要有两种类型:一是池塘精养鲤科鱼类,以投饵、施肥取得高产,并将各种不同食性的鱼类进行混养,以充分发挥水体生产力。另一类型是在湖泊、水库、河沟、水稻田等大、中型水域中放养苗种,主要依靠天然饵料获得水产品。1986年全国淡水养殖面积约4600万亩(约占可养面积的61%),其中池塘占35%,集中在长江中下游和珠江三角洲;湖泊占17%,主要在长江中、下游和东北、内蒙古地区;水库占37%,分布全国;河沟占9%,主要在江苏、浙江水网地区。淡水养殖总产量多年来一直居世界首位,以22%左右的速度递增,1986年产量为295万吨,占全国水产总产量的36%。其中池塘占74%,水库占 8%,其余为湖泊、河沟和水稻田的产量。

水产养殖常用传感器有温度传感器、水质ph传感器和溶解氧传感器。它们都是水产养殖水体检测必不可少的仪器。





一、温度传感器:

温度传感器有多种结构,包括热电偶、电阻温度传感器和热敏电阻。热电偶技术成熟,应用领域广,货源充足。选择热电偶必须满足温度范围要求,且其材料与环境相容。

电阻温度传感器(RTDs)的原理为金属的电阻随温度的改变而改变。大多电阻温度传感器(RTDs)由铂、镍或镍合金制成,其线性度比热电偶好,热切更加稳定,但容易破碎。

热敏电阻是电阻与温度具有负相关关系的半导体。热敏电阻比RTDs和热电偶更灵敏,也更容易破碎,不能承受大的温差,但这一点在水产养殖中不成问题。

工采网从法国Humirel 公司进口的温度传感器 - Ni1000SOT,为镍薄膜RTD温度传感器,用于接触式温度感应。传感器在硅基上进行PVD(物理气相沉积),镍薄膜上覆盖的钝化层用来保护传感器并提高稳定性。









二、水质ph传感器:

ph传感器是高智能化在线连续监测仪,由传感器和二次表两部分组成。可配三复合或两复合电极,以满足各种使用场所。配上纯水和超纯水电极,可适用于电导率小于3μs/cm的水质(如化学补给水、饱和蒸气、凝结水等)pH值测量。

工采网从美国Sensorex公司进口的水质PH传感器(31PH电极) - S290C系列,包含PH测量电极,参比电极,和温度补偿探头(ATC)。它的功能和3个分离的电极是一样的。是一种创新的电极样式,并使用简单,满足各种仪器使用。





三、溶解氧传感器:

氧气的消耗量与存在的氧含量成正比,而氧是通过可透膜扩散进来的。传感器与专门设计的监测溶氧的测量电路或电脑数据采集系统相连。

溶解氧传感器能够空气校准,一般校准所需时间较长,在使用后要注意保养。如果在养殖水中工作时间过长,就必须定期地清洗膜,对其进行额外保养。

在很多水产养殖中,每天测几次溶氧就可以了解溶氧情况。对池塘和许多水槽养殖系统。溶氧水平不会变化很快,池塘一般每天检测2~3次。

对于较高密度养殖系统,增氧泵故障发生可能不到1h就会造成鱼虾等大面积死亡。这些密度高的养殖系统要求有足够多的装备或每小时多次自动测量溶氧。

工采网从日本FIGARO公司进口的溶解氧传感器 – KDS-25B,是一款独特的原电池式传感器,是专门为水质控制而开发的。这款溶解氧传感器最显著的特点就是,使用寿命长,不受CO2影响。











使用特殊酸性电解液,阴极采用惰性金属金,阳极采用金属铅,氧气以扩散的方式通过氟树脂膜参与氧化还原反应,构成一种氧铅蓄电池,然后由内部电阻将氧化还原反应产生的电流转化成电压输出。产生的电流与溶解氧的浓度成正比,严格地来说是与氧分压成正比(溶解氧含量越高,透过氟树脂膜参与反应的氧分子越多),KDS-25B是环境监测、水质检测的理想传感器之一。


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