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    养殖水水产渔业水质含盐分和氧气监测
    时间:2026-02-26 涉川
    一、方案介绍
    在水产养殖与渔业生产过程中,水体盐分与溶解氧浓度是决定生物生长状态、代谢效率及存活率的关键环境参数。盐度直接影响鱼类及甲壳类的渗透压调节能力,而溶解氧水平决定呼吸代谢与摄食活性,两者共同构成养殖水体生态稳定性的核心指标。本方案通过在线盐分(电导率换算盐度)与溶解氧连续监测系统,实现养殖水环境的实时感知、远程数据管理及智能预警控制。系统采用数字式水质传感器接入智能采集主机,经4G无线通信上传至云平台,实现全天候无人值守监测与养殖决策辅助。

    二、监测目标
    1. 实时获取养殖水体盐度变化趋势。
    2. 连续监测溶解氧浓度保障生物呼吸需求。
    3. 防止缺氧导致应激反应及死亡风险。
    4. 支撑增氧设备自动控制策略。
    5. 建立养殖环境数据档案与生产追溯体系。

    三、需求分析
    养殖水体具有明显生态动态特征:
    1. 昼夜溶氧波动显著,夜间易出现低氧状态。
    2. 投饵及生物代谢导致耗氧量快速变化。
    3. 蒸发、补水及降雨影响盐度稳定性。
    4. 海水养殖与半咸水养殖对盐度敏感性高。
    5. 养殖区域分散,需要远程监控能力。
    系统需满足以下技术要求:
    • 高稳定连续在线检测;
    • 抗生物附着与抗腐蚀能力;
    • 长周期低维护运行;
    • 低功耗适应野外部署;
    • 支持自动化控制扩展。

    四、监测方法
    1. 盐分监测方法
    通过电导率测量间接计算盐度:
    • 电极式或感应式电导率传感器;
    • 温度补偿修正导电率;
    • 内置算法换算盐度(PSU或ppt)。
    2. 溶解氧监测方法
    采用荧光法溶解氧检测技术:
    • 光学荧光猝灭原理;
    • 无电解液消耗;
    • 长期稳定漂移小。

    五、应用原理
    (1)盐分检测原理
    水体中溶解盐离子增强导电能力,当施加交流电场时:
    电导率 κ 与离子浓度呈函数关系:
    κ = G × K
    其中:
    • G 为测量电导;
    • K 为电极常数。
    系统结合温度补偿公式计算标准电导率,并转换为盐度值。

    (2)溶解氧检测原理
    荧光溶解氧传感器基于氧分子对荧光物质的猝灭效应:
    1. LED激发荧光层;
    2. 氧分子降低荧光寿命;
    3. 测量相位差或衰减时间;
    4. 计算氧气浓度。
    该方法不消耗氧气,适合低流速水体长期监测。

    六、功能特点
    1. 盐度与溶解氧同步在线监测。
    2. 自动温度补偿提高测量准确性。
    3. 支持长期浸没运行。
    4. 抗生物污染设计。
    5. 实时无线数据传输。
    6. 多级报警机制。
    7. 支持增氧设备联动控制。
    8. 数据云端可视化管理。

    七、硬件清单
    1. 在线电导率/盐度传感器
    2. 荧光法溶解氧传感器
    3. 防水型智能采集主机
    4. 水下安装支架或浮标系统
    5. 4G无线通信模块
    6. 太阳能供电系统(可选)
    7. 防护控制箱
    8. 云监控平台软件

    八、硬件参数(量程、精度)
    1. 盐度(电导率)传感器
    • 电导率范围:0~200 mS/cm
    • 盐度范围:0~70 ppt
    • 分辨率:0.01 mS/cm
    • 测量精度:±1% FS
    • 温度补偿范围:0~50℃
    • 输出接口:RS485 Modbus RTU
    • 防护等级:IP68
    2. 溶解氧传感器
    • 测量范围:0~20 mg/L
    • 分辨率:0.01 mg/L
    • 精度:±0.2 mg/L
    • 响应时间:≤30 s
    • 漂移:≤1%/年
    • 工作温度:0~50℃
    • 防护等级:IP68
    3. 智能采集主机
    • 接口数量:≥4路RS485
    • 数据存储:≥12个月
    • 通信方式:4G/NB-IoT
    • 工作电压:12–24V DC
    • 工作温度:-20~60℃

    九、方案实现
    系统采用三层架构:
    感知层
    水下传感器连续采集盐度与溶解氧数据。
    采集层
    智能主机完成:
    • 数据轮询采集;
    • 异常值过滤;
    • 本地缓存;
    • 通信管理。
    平台层
    云平台实现:
    • 实时监控界面;
    • 历史曲线分析;
    • 报警管理;
    • 设备远程配置。
    采样周期一般设置为1~5分钟。

    十、数据分析
    平台进行生态数据分析:
    1. 昼夜溶氧变化曲线分析;
    2. 盐度稳定性评估;
    3. 生长环境适宜度指数计算;
    4. 投饵影响分析;
    5. 缺氧风险预测模型。
    通过数据建模识别养殖环境变化趋势。

    十一、预警决策
    设置智能阈值:
    • 溶解氧低于设定值自动报警;
    • 盐度偏离适宜区间预警;
    • 设备离线告警。
    支持联动:
    • 自动开启增氧机;
    • 启动循环水系统;
    • 调整补水或换水策略。

    十二、方案优点
    1. 提高养殖存活率与生长效率。
    2. 降低人工巡检强度。
    3. 避免突发性缺氧事故。
    4. 提升水环境稳定性。
    5. 支持智慧渔业数字化管理。
    6. 适用于海水与淡水养殖。

    十三、应用领域
    • 海水网箱养殖
    • 对虾养殖池
    • 工厂化循环水养殖系统
    • 海洋牧场
    • 淡水鱼塘
    • 苗种繁育基地

    十四、效益分析
    生产效益
    降低死亡率,提高单位产量。
    管理效益
    实现远程无人值守监控。
    经济效益
    减少能源与药剂浪费。
    生态效益
    维持水体生态平衡。

    十五、国标规范
    • GB/T 12763 海洋调查规范
    • HJ 91 地表水监测技术规范
    • SC/T 9101 水产养殖水质标准
    • GB 11607 渔业水质标准

    十六、参考文献
    1. 水产养殖水环境监测技术研究
    2. 荧光法溶解氧检测原理与应用
    3. 智慧渔业物联网系统设计方法
    4. 水体电导率与盐度关系模型研究

    十七、案例分享
    某南方对虾养殖基地部署在线监测系统后:
    • 夜间缺氧事故减少95%;
    • 增氧设备能耗下降约30%;
    • 成活率提升12%以上;
    • 实现手机端实时监控管理。

    十八、成本预估
    (单养殖池监测点)
    项目
    费用范围(人民币)
    溶解氧传感器
    8000–15000
    盐度传感器
    5000–9000
    智能采集主机
    3000–6000
    通信与安装
    2000–4000
    云平台服务
    2000–5000
    总计
    20000–39000

    智能灌溉硬件提供商

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