მცურავი მრავალპარამეტრიანი წყლის ხარისხის სენსორები აკვაკულტურასა და ზღვის მონიტორინგში: ინოვაციური გამოყენება

აბსტრაქტული
აკვაკულტურის ინტენსიფიკაციასთან და საზღვაო გარემოს დაცვის მზარდ მოთხოვნებთან ერთად, წყლის ხარისხის მონიტორინგის ტრადიციული მეთოდები აღარ აკმაყოფილებს რეალურ დროში, მრავალგანზომილებიან მოთხოვნებს. ეს ნაშრომი სისტემატურად იკვლევს მცურავი მრავალპარამეტრიანი წყლის ხარისხის სენსორების ტექნოლოგიურ პრინციპებს და გამოყენების ღირებულებას მტკნარი წყლის აკვაკულტურის არხებსა და საზღვაო გარემოში. შედარებითი ექსპერიმენტების საშუალებით დადასტურებულია ისეთი ძირითადი პარამეტრების მონიტორინგის უპირატესობები, როგორიცაა გახსნილი ჟანგბადი, pH, სიმღვრივე და გამტარობა. გარდა ამისა, განხილულია ნივთების ინტერნეტის ტექნოლოგიის ინტეგრაცია ინტელექტუალური მონიტორინგის სისტემებისთვის. შემთხვევების კვლევები აჩვენებს, რომ ეს ტექნოლოგია ამცირებს წყლის ხარისხის ანომალიების რეაგირების დროს 83%-ით და აკვაკულტურის დაავადებების შემთხვევებს 42%-ით, რაც უზრუნველყოფს საიმედო ტექნიკურ მხარდაჭერას თანამედროვე აკვაკულტურისა და საზღვაო ეკოლოგიური დაცვისთვის.

1. ტექნიკური პრინციპები და სისტემის არქიტექტურა

მცურავი მრავალპარამეტრიანი სენსორული სისტემა მოდულური დიზაინისაა, რომლის ძირითადი კომპონენტებია:

• სენსორების მასივი: ინტეგრირებული ოპტიკური გახსნილი ჟანგბადის სენსორი (±0.1 მგ/ლ სიზუსტე), pH მინის ელექტროდი (±0.01), ოთხელექტროდიანი გამტარობის ზონდი (±1% FS), სიმღვრივის გაფანტვის მოწყობილობა (0–4000 NTU).
• მცურავი კონსტრუქცია: მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენის კორპუსი მზის ენერგიის წყაროთი და წყალქვეშა სტაბილიზატორებით.
• მონაცემთა რელეი: მხარს უჭერს 4G/BeiDou ორრეჟიმიან გადაცემას რეგულირებადი შერჩევის სიხშირით (5 წთ–24 სთ).
• თვითწმენდის სისტემა: ულტრაბგერითი ანტიბიოფულინგური მოწყობილობა მოვლის ინტერვალებს 180 დღემდე ახანგრძლივებს.

2. გამოყენება მტკნარი წყლის აკვაკულტურის არხებში

2.1 გახსნილი ჟანგბადის დინამიური რეგულირება

ძიანგსუს Macrobrachium rosenbergii-ის სასოფლო-სამეურნეო რაიონებში სენსორული ქსელი რეალურ დროში აფიქსირებს ჟანგბადის შემცველობის რყევებს (2.3–8.7 მგ/ლ). როდესაც დონე 4 მგ/ლ-ზე დაბლა ეცემა, აერატორები ავტომატურად აქტიურდება, რაც ჰიპოქსიის შემთხვევებს 76%-ით ამცირებს.

2.2 კვების ოპტიმიზაცია

pH-ის (6.8–8.2) და სიმღვრივის (15–120 NTU) მონაცემების კორელაციით შემუშავდა დინამიური კვების მოდელი, რომელმაც საკვების გამოყენება 22%-ით გააუმჯობესა.

3. საზღვაო გარემოს მონიტორინგის მიღწევები

3.1 მარილიანობის ადაპტირება

ტიტანის შენადნობის ელექტროდები ინარჩუნებენ წრფივ რეაქციას (R² = 0.998) მარილიანობის 5–35 psu დიაპაზონში, ხოლო ფუჯიანის საზღვაო გალიებში მონაცემების <3%-იანი დრიფტი დაფიქსირდა.

3.2 მოქცევის კომპენსაციის ალგორითმი

დინამიური საბაზისო ალგორითმი გამორიცხავს მოქცევის რყევებს ამიაკის აზოტის გაზომვებში (0–2 მგ/ლ), რაც ამცირებს შეცდომას ±5%-მდე მდინარის ციანტანგის ესტუარის ტესტებში.

4. ნივთების ინტერნეტის ინტეგრაციის გადაწყვეტილებები

Edge Computing კვანძები უზრუნველყოფენ ლოკალური მონაცემების წინასწარ დამუშავებას (ხმაურის შემცირება, გამონაკლისების მოცილება), ხოლო ღრუბლოვანი პლატფორმები მხარს უჭერენ მრავალგანზომილებიან ანალიზს:

• წყალმცენარეების ყვავილობის ცხელი წერტილების სივრცულ-დროითი სითბური რუკები
• LSTM მოდელები, რომლებიც 72-საათიან წყლის ხარისხის ტენდენციებს პროგნოზირებენ
• მობილური აპლიკაციის შეტყობინებები (რეაგირების შეყოვნება <15 წმ)

5. ხარჯებისა და სარგებლის ანალიზი

ტრადიციულ ხელით შერჩევასთან შედარებით:

• მონიტორინგის ხარჯები ყოველწლიურად 62%-ით შემცირდა
• მონაცემთა სიმჭიდროვე 400-ჯერ გაიზარდა
• წყალმცენარეების აყვავების შესახებ გაფრთხილებები 48 საათით ადრე გამოქვეყნდა
• აკვაკულტურის გადარჩენის მაჩვენებელი 92.4%-მდე გაიზარდა

6. გამოწვევები და სამომავლო პერსპექტივები

ამჟამინდელი შეზღუდვები მოიცავს ბიოდაბინძურების ჩარევას (განსაკუთრებით 28°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე) და ჯვარედინი პარამეტრების ჩარევას. სამომავლო მიმართულებები მოიცავს:

• გრაფენზე დაფუძნებული სენსორული მასალები
• ავტონომიური წყალქვეშა რობოტის კალიბრაცია
• ბლოკჩეინზე დაფუძნებული მონაცემთა ვერიფიკაცია

დასკვნა

მცურავი მრავალპარამეტრიანი მონიტორინგის სისტემები წარმოადგენს ტექნოლოგიურ ნახტომს „წყვეტილი შერჩევისგან“ „უწყვეტ ზონდირებაზე“, რაც უზრუნველყოფს კრიტიკულ მხარდაჭერას ჭკვიანი თევზჭერისა და საზღვაო ეკოლოგიური დაცვისთვის. 2023 წელს ჩინეთის სოფლის მეურნეობის სამინისტრომ ასეთი მოწყობილობები შეიტანა...თანამედროვე აკვაკულტურის ფერმის სტანდარტები, რაც მომავალში ფართოდ გავრცელებაზე მიუთითებს.

ჩვენ ასევე შეგვიძლია შემოგთავაზოთ სხვადასხვა სახის გადაწყვეტილებები,

1. ხელის მრიცხველი მრავალპარამეტრიანი წყლის ხარისხისთვის

2. მცურავი ბუის სისტემა მრავალპარამეტრიანი წყლის ხარისხისთვის

3. ავტომატური საწმენდი ჯაგრისი მრავალპარამეტრიანი წყლის სენსორისთვის

4. სერვერებისა და პროგრამული უზრუნველყოფის უსადენო მოდულის სრული კომპლექტი, მხარს უჭერს RS485 GPRS /4g/WIFI/LORAWAN-ს

მეტი წყლის სენსორისთვის ინფორმაცია,

გთხოვთ, დაუკავშირდეთ Honde Technology Co., LTD-ს.

Email: info@hondetech.com

კომპანიის ვებსაიტი:www.hondetechco.com

ტელ: +86-15210548582