Salata verde luxuriantă prosperă în soluția de nutrienți din rezervoarele de cultivare, toate controlate de mai mulți senzori de calitate a apei care funcționează silențios.
Într-un laborator universitar din provincia Jiangsu, un lot de salată verde crește viguros fără sol, datorită unui sistem inteligent de monitorizare hidroponică bazat pe tehnologia IoT cu bandă îngustă. Cercetătorul Zhang Jing a explicat că sistemul utilizează mai mulți senzori de calitate a apei pentru a monitoriza parametrii soluției nutritive în timp real, combinați cu metode de control fuzzy pentru a ajusta automat calitatea apei în funcție de nevoile culturii.
Pe măsură ce tehnologia hidroponică devine tot mai răspândită, acești senzori discreți ai calității apei joacă un rol din ce în ce mai important. De la instituțiile de cercetare profesionale până la gospodăriile obișnuite, sistemele hidroponice inteligente transformă în liniște metodele agricole tradiționale.
01 Starea actuală a tehnologiei hidroponice
Comparativ cu cultivarea tradițională a solului, hidroponica permite o creștere mai rapidă a culturilor și reduce problemele legate de dăunători. Deoarece culturile absorb continuu nutrienții din soluția nutritivă, este esențial să se monitorizeze prompt și precis parametrii calității apei din soluția nutritivă hidroponică și să se completeze nutrienții după cum este necesar.
În ultimii ani, odată cu dezvoltarea tehnologiei senzorilor și reducerea costurilor, sistemele hidroponice inteligente au început să se mute de la instituțiile de cercetare la gospodăriile obișnuite.
Un sistem hidroponic inteligent tipic constă de obicei din trei componente principale: senzori, controlere și actuatoare.
Printre aceștia, senzorii sunt responsabili de colectarea diverșilor parametri ai calității apei, servind drept „ochi” și „urechi” ale sistemului. Precizia și stabilitatea lor determină în mod direct succesul sau eșecul întregului sistem hidroponic.
02 Prezentare generală detaliată a senzorilor principali
Senzori de pH
Valoarea pH-ului este crucială pentru creșterea culturilor în hidroponie. După cum știe oricine din acvacultură, intervalul optim de pH pentru corpurile de apă este între 7,5-8,5.
Senzorii de pH pentru calitatea apei detectează concentrația de ioni de hidrogen din substanțele măsurate și o transformă în semnale de ieșire utilizabile corespunzătoare.
Ionii de H+ din soluție interacționează cu electrodul senzorului pentru a produce un semnal de tensiune, iar magnitudinea tensiunii este proporțională cu concentrația de H+. Prin măsurarea semnalului de tensiune, se poate obține valoarea pH-ului corespunzătoare a soluției.
Senzori de pH specializați concepuți pentru aplicații hidroponice sunt disponibili comercial, cum ar fi senzorii automați de pH hidroponici care acceptă protocoale de comunicare standard, cu intervale de măsurare de la 0 la 14,00 pH și rezoluție de până la 0,01 pH, permițând monitorizare și control precis.
Senzori de oxigen dizolvat
Oxigenul dizolvat este un factor cheie pentru o creștere sănătoasă a rădăcinilor în culturile hidroponice. Corpurile de apă nepoluate de substanțe consumatoare de oxigen mențin oxigenul dizolvat la niveluri de saturație.
Senzorii de oxigen dizolvat măsoară cantitatea de oxigen dizolvat în apă.
Moleculele de oxigen din soluția măsurată pătrund prin membrana selectivă a senzorului și suferă reacții de reducere sau oxidare corespunzătoare la catod și anod intern, generând simultan semnale de curent. Magnitudinea curentului este proporțională cu concentrația de oxigen dizolvat.
Senzorii profesioniști de oxigen dizolvat sunt disponibili în diferite modele: unii capabili să reziste la condiții dure de mediu, oferind în același timp o precizie excelentă; alții optimizați pentru timpul de răspuns, potriviți pentru verificare la fața locului și aplicații analitice.
Senzori de concentrație de ioni
Senzorii de concentrație a ionilor sunt echipamente esențiale pentru monitorizarea compoziției soluției de nutrienți. Concentrațiile unor ioni specifici, cum ar fi nitrații, amoniul și clorura, afectează direct creșterea culturilor.
De exemplu, senzorii specializați de ioni de amoniu pot măsura conținutul de amoniu din apele naturale, apele de suprafață, apele subterane și diverse aplicații agricole.
Un brevet pentru un senzor de concentrație de ioni în soluție hidroponică, de la o universitate agricolă, integrează electrozi ionici, senzori de temperatură și senzori de pH, permițând înțelegerea rapidă a modificărilor concentrației de ioni, a variațiilor de temperatură și a modificărilor pH-ului în soluțiile hidroponice.
Senzori de conductivitate electrică (EC)
Conductivitatea electrică este un indicator cheie care măsoară concentrația totală de ioni din soluția nutritivă, reflectând direct nivelul de fertilitate al soluției nutritive.
Transmițătoarele EC automate, special concepute pentru irigații agricole și hidroponie, oferă intervale de măsurare de până la 0-4000 µS/cm, suportând protocoale de ieșire standard, fiind capabile să se conecteze la pompe/valve dozatoare și să controleze comutatoarele pompelor/valvelor.
Senzori de temperatură și turbiditate
Temperatura afectează creșterea rădăcinilor culturilor și activitatea metabolică, în timp ce turbiditatea reflectă cantitatea de particule în suspensie din soluția nutritivă.
În proiectele de rezervoare hidroponice inteligente pentru sere, dezvoltatorii pot utiliza module digitale de senzori de temperatură și umiditate de înaltă precizie, cu o precizie tipică a temperaturii de ±0,3 ℃ și o rezoluție de 0,01 ℃.
Senzori de turbiditate specializați pot fi utilizați cu instrumente multiparametrice pentru a monitoriza nivelul de turbiditate al soluțiilor de nutrienți.
03 Aplicații integrate în sisteme inteligente
Datele de la senzorii individuali sunt adesea insuficiente pentru a reflecta în mod cuprinzător întregul mediu hidroponic, ceea ce face ca fuziunea multi-senzori să fie o tendință în creștere în sistemele hidroponice inteligente.
Sondele multiparametrice cu design rentabil pot fi integrate cu ușurință cu sisteme de control și sisteme de telemetrie, fiind potrivite pentru implementare pe termen lung.
Echipele de cercetare au dezvoltat sisteme inteligente de monitorizare bazate pe IoT pentru hidroponie, care utilizează interfețe de aplicații mobile pentru monitorizarea în timp real a parametrilor de mediu hidroponici, combinate cu metode inteligente de control pentru a ajusta parametrii calității apei din soluția nutritivă pe baza experienței operaționale și a nevoilor culturilor.
Rezultatele testelor arată că, atunci când astfel de sisteme reglează soluțiile de nutrienți, parametrii cheie precum pH-ul și conductivitatea electrică pot menține valori prestabilite stabile în intervale de timp rezonabile.
04 Provocări tehnice și tendințe viitoare
Deși tehnologia senzorilor hidroponici a înregistrat progrese semnificative, rămân câteva provocări. Stabilitatea pe termen lung, capacitatea antivegetativă și frecvența de calibrare a senzorilor sunt probleme majore în aplicațiile practice.
Electrozii selectivi față de ioni sunt în special susceptibili la interferențe cu alți ioni și necesită calibrare regulată.
Senzorii hidroponici din viitor se vor dezvolta către multifuncționalitate, inteligență și reducere a costurilor.
Sistemele avansate de senzori permit deja măsurarea de înaltă performanță a diverșilor parametri, inclusiv clorofila, pigmenții, fluorescența, turbiditatea și multe altele.
Între timp, odată cu dezvoltarea proiectelor open-source, barierele de acces pentru sistemele hidroponice inteligente scad, permițând mai multor oameni să participe la această transformare agricolă.
Astăzi, tot mai mulți locuitori ai orașelor încep să experimenteze cu hidroponica acasă. Pe balcoanele rezidențiale din diferite orașe, plantele cu frunze verzi cresc viguros în rezervoare hidroponice inteligente bazate pe platforme populare cu microcontrolere.
„Senzorii calității apei sunt nucleul sistemelor hidroponice - sunt ca «papilele gustative» ale plantelor, care ne spun ce nutrienți au nevoie de ajustări”, a descris un entuziast.
Progresele continue în tehnologia senzorilor transformă agricultura de precizie dintr-un ideal în realitate.
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: 07 noiembrie 2025