Abstract
Odată cu intensificarea acvaculturii și cerințele tot mai mari de protecție a mediului marin, metodele tradiționale de monitorizare a calității apei nu mai pot îndeplini cerințele multidimensionale și în timp real. Această lucrare examinează sistematic principiile tehnologice și valoarea aplicativă a senzorilor plutitori multiparametrici pentru calitatea apei în canalele de acvacultură de apă dulce și în mediile marine. Prin experimente comparative, sunt validate avantajele de performanță în monitorizarea parametrilor cheie, cum ar fi oxigenul dizolvat, pH-ul, turbiditatea și conductivitatea. În plus, este discutată integrarea tehnologiei IoT pentru sisteme inteligente de monitorizare. Studiile de caz demonstrează că această tehnologie reduce timpul de răspuns la anomaliile de calitate a apei cu 83% și scade incidența bolilor din acvacultură cu 42%, oferind un suport tehnic fiabil pentru acvacultura modernă și protecția ecologică marină.
1. Principii tehnice și arhitectura sistemului
Sistemul de senzori multiparametrici plutitori adoptă un design modular, cu componente de bază care includ:
- Matrice de senzori: Senzor optic integrat de oxigen dizolvat (precizie ±0,1 mg/L), electrod de sticlă pentru pH (±0,01), sondă de conductivitate cu patru electrozi (±1% FS), unitate de împrăștiere a turbidității (0–4000 NTU).
- Structură plutitoare: Carcasă din polietilenă de înaltă densitate cu alimentare cu energie solară și stabilizatoare subacvatice.
- Releu de date: Acceptă transmisie dual-mode 4G/BeiDou cu frecvență de eșantionare reglabilă (5 min–24 h).
- Sistem de autocurățare: Dispozitivul anti-biofouling cu ultrasunete prelungește intervalele de întreținere la 180 de zile.
2. Aplicații în canalele de acvacultură de apă dulce
2.1 Reglarea dinamică a oxigenului dizolvat
În zonele agricole cu Macrobrachium rosenbergii din Jiangsu, rețeaua de senzori urmărește fluctuațiile de dioxid de carbon (DO) în timp real (2,3–8,7 mg/L). Când nivelurile scad sub 4 mg/L, aeratoarele se activează automat, reducând incidentele de hipoxie cu 76%.
2.2 Optimizarea hrănirii
Prin corelarea datelor privind pH-ul (6,8–8,2) și turbiditatea (15–120 NTU), a fost dezvoltat un model dinamic de hrănire, îmbunătățind utilizarea furajelor cu 22%.
3. Progrese în monitorizarea mediului marin
3.1 Adaptabilitatea la salinitate
Electrozii din aliaj de titan mențin un răspuns liniar (R² = 0,998) pe intervalele de salinitate de 5–35 psu, cu o deviație a datelor <3% observată în testele în cuști marine ale Fujian.
3.2 Algoritmul de compensare a mareelor
Un algoritm dinamic de referință elimină interferențele cauzate de fluctuațiile mareice asupra măsurătorilor de azot amoniacal (0–2 mg/L), reducând eroarea la ±5% în testele din estuarul râului Qiantang.
4. Soluții de integrare IoT
Nodurile de calcul de la margine permit preprocesarea locală a datelor (reducerea zgomotului, eliminarea valorilor aberante), în timp ce platformele cloud acceptă analiza multidimensională:
- Hărți termice spatiotemporale pentru punctele fierbinți de înflorire algală
- Modele LSTM care prezic tendințele calității apei pe 72 de ore
- Alerte prin aplicația mobilă (latență de răspuns <15 s)
5. Analiza cost-beneficiu
Comparativ cu eșantionarea manuală tradițională:
- Costurile de monitorizare sunt reduse cu 62% anual
- Densitatea datelor a crescut de 400 de ori
- Avertismente privind înflorirea algelor emise cu 48 de ore mai devreme
- Ratele de supraviețuire în acvacultură s-au îmbunătățit la 92,4%
6. Provocări și perspective de viitor
Limitările actuale includ interferența biofoulingului (în special peste 28°C) și interferența parametrilor încrucișați. Direcțiile viitoare implică:
- Materiale senzoriale pe bază de grafen
- Calibrarea robotului subacvatic autonom
- Verificarea datelor bazată pe blockchain
Concluzie
Sistemele plutitoare de monitorizare multiparametrică reprezintă un salt tehnologic de la „eșantionare intermitentă” la „detectare continuă”, oferind un sprijin esențial pentru pescuitul inteligent și conservarea ecologică marină. În 2023, Ministerul Agriculturii din China a inclus astfel de dispozitive în...Standardele fermelor de acvacultură moderne, semnalând o adoptare pe scară largă în viitor.
De asemenea, putem oferi o varietate de soluții pentru
1. Aparat de măsurare portabil pentru calitatea apei cu parametri multipli
2. Sistem de geamandură plutitoare pentru calitatea apei multiparametrică
3. Perie de curățare automată pentru senzorul de apă multiparametric
4. Set complet de servere și modul wireless software, suportă RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Pentru mai mult senzor de apă informaţii,
Vă rugăm să contactați Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Site-ul web al companiei:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Data publicării: 13 august 2025