Tóm tắt
Với việc nuôi trồng thủy sản ngày càng thâm canh và nhu cầu bảo vệ môi trường biển ngày càng tăng, các phương pháp giám sát chất lượng nước truyền thống không còn đáp ứng được các yêu cầu đa chiều, thời gian thực. Bài báo này xem xét một cách có hệ thống các nguyên lý công nghệ và giá trị ứng dụng của cảm biến chất lượng nước đa thông số nổi trong các kênh nuôi trồng thủy sản nước ngọt và môi trường biển. Thông qua các thí nghiệm so sánh, những lợi thế về hiệu suất trong việc giám sát các thông số chính như oxy hòa tan, pH, độ đục và độ dẫn điện đã được xác thực. Ngoài ra, việc tích hợp công nghệ IoT cho các hệ thống giám sát thông minh cũng được thảo luận. Các nghiên cứu điển hình chứng minh rằng công nghệ này giúp giảm 83% thời gian phản hồi bất thường về chất lượng nước và giảm 42% tỷ lệ mắc bệnh trong nuôi trồng thủy sản, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật đáng tin cậy cho nuôi trồng thủy sản hiện đại và bảo vệ sinh thái biển.
1. Nguyên tắc kỹ thuật và kiến trúc hệ thống
Hệ thống cảm biến đa thông số nổi áp dụng thiết kế mô-đun, với các thành phần cốt lõi bao gồm:
- Mảng cảm biến: Cảm biến oxy hòa tan quang học tích hợp (độ chính xác ±0,1 mg/L), điện cực thủy tinh pH (±0,01), đầu dò độ dẫn điện bốn điện cực (±1% FS), bộ phận tán xạ độ đục (0–4000 NTU).
- Cấu trúc nổi: Vỏ polyethylene mật độ cao có nguồn điện năng lượng mặt trời và bộ ổn định dưới nước.
- Chuyển tiếp dữ liệu: Hỗ trợ truyền dẫn chế độ kép 4G/BeiDou với tần số lấy mẫu có thể điều chỉnh (5 phút–24 giờ).
- Hệ thống tự làm sạch: Thiết bị chống bám bẩn bằng sóng siêu âm kéo dài thời gian bảo trì lên đến 180 ngày.
2. Ứng dụng trong kênh nuôi trồng thủy sản nước ngọt
2.1 Điều chỉnh oxy hòa tan động
Tại các vùng nuôi tôm càng xanh Macrobrachium rosenbergii ở Giang Tô, mạng lưới cảm biến theo dõi biến động DO theo thời gian thực (2,3–8,7 mg/L). Khi mức DO giảm xuống dưới 4 mg/L, các máy sục khí sẽ tự động được kích hoạt, giúp giảm 76% các trường hợp thiếu oxy.
2.2 Tối ưu hóa thức ăn
Bằng cách đối chiếu dữ liệu pH (6,8–8,2) và độ đục (15–120 NTU), một mô hình cho ăn động đã được phát triển, cải thiện tỷ lệ sử dụng thức ăn lên 22%.
3. Đột phá trong giám sát môi trường biển
3.1 Khả năng thích nghi với độ mặn
Điện cực hợp kim titan duy trì phản ứng tuyến tính (R² = 0,998) trong phạm vi độ mặn từ 5–35 psu, với độ trôi dữ liệu <3% được quan sát thấy trong các thử nghiệm lồng biển ở Phúc Kiến.
3.2 Thuật toán bù thủy triều
Thuật toán đường cơ sở động loại bỏ sự can thiệp từ biến động thủy triều đối với phép đo nitơ amoniac (0–2 mg/L), giảm sai số xuống ±5% trong các thử nghiệm cửa sông Qiantang.
4. Giải pháp tích hợp IoT
Các nút điện toán biên cho phép xử lý dữ liệu cục bộ (giảm nhiễu, loại bỏ giá trị ngoại lai), trong khi các nền tảng đám mây hỗ trợ phân tích đa chiều:
- Bản đồ nhiệt không gian thời gian cho các điểm nóng tảo nở hoa
- Mô hình LSTM dự đoán xu hướng chất lượng nước trong 72 giờ
- Cảnh báo APP di động (độ trễ phản hồi <15 giây)
5. Phân tích chi phí-lợi ích
So với lấy mẫu thủ công truyền thống:
- Chi phí giám sát giảm 62% hàng năm
- Mật độ dữ liệu tăng gấp 400 lần
- Cảnh báo tảo nở hoa được ban hành 48 giờ trước
- Tỷ lệ sống sót của nuôi trồng thủy sản được cải thiện lên 92,4%
6. Thách thức và triển vọng tương lai
Những hạn chế hiện tại bao gồm nhiễu sinh học (đặc biệt là trên 28°C) và nhiễu xuyên thông số. Các hướng đi trong tương lai bao gồm:
- Vật liệu cảm biến dựa trên graphene
- Hiệu chuẩn robot dưới nước tự động
- Xác minh dữ liệu dựa trên Blockchain
Phần kết luận
Hệ thống giám sát đa thông số nổi đại diện cho bước nhảy vọt về công nghệ từ “lấy mẫu gián đoạn” sang “cảm biến liên tục”, cung cấp hỗ trợ quan trọng cho nghề cá thông minh và bảo tồn sinh thái biển. Năm 2023, Bộ Nông nghiệp Trung Quốc đã đưa các thiết bị này vào chương trìnhTiêu chuẩn trang trại nuôi trồng thủy sản hiện đại, báo hiệu sự áp dụng rộng rãi trong tương lai.
Chúng tôi cũng có thể cung cấp nhiều giải pháp khác nhau cho
1. Máy đo cầm tay đo chất lượng nước đa thông số
2. Hệ thống phao nổi cho chất lượng nước đa thông số
3. Bàn chải làm sạch tự động cho cảm biến nước đa thông số
4. Bộ máy chủ và mô-đun không dây phần mềm hoàn chỉnh, hỗ trợ RS485 GPRS / 4g / WIFI / LORA / LORAWAN
Để biết thêm cảm biến nước thông tin,
Vui lòng liên hệ với Công ty TNHH Công nghệ Honde.
Email: info@hondetech.com
Trang web của công ty:www.hondetechco.com
Điện thoại: +86-15210548582
Thời gian đăng: 13-08-2025