เซ็นเซอร์คุณภาพน้ำแบบหลายพารามิเตอร์ลอยน้ำในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและการตรวจสอบทางทะเล: การประยุกต์ใช้ที่เป็นนวัตกรรม

เชิงนามธรรม
ด้วยความเข้มข้นของการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและความต้องการในการปกป้องสิ่งแวดล้อมทางทะเลที่เพิ่มมากขึ้น วิธีการตรวจสอบคุณภาพน้ำแบบดั้งเดิมจึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการแบบหลายมิติแบบเรียลไทม์ได้อีกต่อไป บทความนี้วิเคราะห์หลักการทางเทคโนโลยีและคุณค่าของการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์คุณภาพน้ำแบบลอยน้ำหลายพารามิเตอร์ในช่องทางเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำน้ำจืดและสภาพแวดล้อมทางทะเลอย่างเป็นระบบ ผ่านการทดลองเปรียบเทียบ ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพในการตรวจสอบพารามิเตอร์สำคัญต่างๆ เช่น ออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ค่า pH ความขุ่น และค่าการนำไฟฟ้า ได้รับการพิสูจน์แล้ว นอกจากนี้ ยังมีการอภิปรายถึงการผสานรวมเทคโนโลยี IoT เข้ากับระบบตรวจสอบอัจฉริยะ กรณีศึกษาแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้ช่วยลดเวลาตอบสนองความผิดปกติด้านคุณภาพน้ำลง 83% และลดอุบัติการณ์ของโรคจากการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำลง 42% ซึ่งให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่เชื่อถือได้สำหรับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำสมัยใหม่และการปกป้องระบบนิเวศทางทะเล

1. หลักการทางเทคนิคและสถาปัตยกรรมระบบ

ระบบเซนเซอร์แบบหลายพารามิเตอร์แบบลอยตัวใช้การออกแบบแบบโมดูลาร์ โดยมีส่วนประกอบหลัก ได้แก่:

• อาร์เรย์เซ็นเซอร์: เซ็นเซอร์ออกซิเจนที่ละลายในน้ำแบบออปติคัลแบบบูรณาการ (ความแม่นยำ ±0.1 มก./ล.), อิเล็กโทรดแก้ว pH (±0.01), หัววัดสภาพนำไฟฟ้าสี่อิเล็กโทรด (±1% FS), หน่วยกระเจิงความขุ่น (0–4000 NTU)
• โครงสร้างลอยน้ำ: โครงโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงพร้อมแหล่งจ่ายพลังงานแสงอาทิตย์และตัวกันโคลงใต้น้ำ
• การถ่ายทอดข้อมูล: รองรับการส่งข้อมูลแบบสองโหมด 4G/BeiDou พร้อมความถี่การสุ่มตัวอย่างที่ปรับได้ (5 นาที–24 ชม.)
• ระบบทำความสะอาดตัวเอง: อุปกรณ์ป้องกันสิ่งมีชีวิตเกาะติดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกช่วยยืดระยะเวลาการบำรุงรักษาเป็น 180 วัน

2. การประยุกต์ใช้ในช่องเพาะเลี้ยงน้ำจืด

2.1 การควบคุมออกซิเจนที่ละลายแบบไดนามิก

ในพื้นที่เพาะปลูก Macrobrachium rosenbergii ของมณฑลเจียงซู เครือข่ายเซ็นเซอร์จะติดตามความผันผวนของค่า DO แบบเรียลไทม์ (2.3–8.7 มิลลิกรัม/ลิตร) เมื่อระดับลดลงต่ำกว่า 4 มิลลิกรัม/ลิตร เครื่องเติมอากาศจะทำงานโดยอัตโนมัติ ช่วยลดภาวะขาดออกซิเจนได้ถึง 76%

2.2 การเพิ่มประสิทธิภาพการให้อาหาร

จากการเชื่อมโยงข้อมูลค่า pH (6.8–8.2) และความขุ่น (15–120 NTU) จึงสามารถพัฒนารูปแบบการให้อาหารแบบไดนามิกได้ โดยปรับปรุงการใช้สารอาหารได้ดีขึ้น 22%

3. ความก้าวหน้าในการติดตามตรวจสอบสภาพแวดล้อมทางทะเล

3.1 ความสามารถในการปรับตัวต่อความเค็ม

อิเล็กโทรดโลหะผสมไททาเนียมรักษาการตอบสนองเชิงเส้น (R² = 0.998) ในช่วงความเค็ม 5–35 psu โดยสังเกตพบการดริฟท์ข้อมูลน้อยกว่า 3% ในการทดสอบกรงทะเลของฝูเจี้ยน

3.2 อัลกอริทึมการชดเชยกระแสน้ำ

อัลกอริทึมพื้นฐานแบบไดนามิกช่วยขจัดการรบกวนจากความผันผวนของกระแสน้ำในการวัดไนโตรเจนแอมโมเนีย (0–2 มก./ล.) โดยลดข้อผิดพลาดลงเหลือ ±5% ในการทดสอบปากแม่น้ำเฉียนถัง

4. โซลูชันการบูรณาการ IoT

โหนดการประมวลผลแบบ Edge ช่วยให้สามารถประมวลผลข้อมูลในพื้นที่ล่วงหน้าได้ (ลดสัญญาณรบกวน ลบค่าผิดปกติ) ในขณะที่แพลตฟอร์มคลาวด์รองรับการวิเคราะห์หลายมิติ:

• แผนที่ความร้อนเชิงพื้นที่และเวลาสำหรับจุดที่เกิดการบานของสาหร่าย
• แบบจำลอง LSTM ทำนายแนวโน้มคุณภาพน้ำ 72 ชั่วโมง
• การแจ้งเตือนแอปมือถือ (ความล่าช้าในการตอบสนอง <15 วินาที)

5. การวิเคราะห์ต้นทุน-ผลประโยชน์

เมื่อเทียบกับการสุ่มตัวอย่างด้วยมือแบบดั้งเดิม:

• ต้นทุนการติดตามลดลง 62% ต่อปี
• ความหนาแน่นของข้อมูลเพิ่มขึ้น 400 เท่า
• ออกคำเตือนการบานของสาหร่าย 48 ชั่วโมงก่อนหน้านี้
• อัตราการรอดชีวิตจากการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเพิ่มขึ้นเป็น 92.4%

6. ความท้าทายและแนวโน้มในอนาคต

ข้อจำกัดในปัจจุบัน ได้แก่ การรบกวนจากสารชีวภาพ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูงกว่า 28°C) และการรบกวนจากปัจจัยหลายปัจจัย แนวทางในอนาคตประกอบด้วย:

• วัสดุเซ็นเซอร์ที่ใช้กราฟีน
• การปรับเทียบหุ่นยนต์ใต้น้ำอัตโนมัติ
• การตรวจสอบข้อมูลบนพื้นฐานบล็อคเชน

บทสรุป

ระบบตรวจสอบแบบหลายพารามิเตอร์ลอยน้ำถือเป็นก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีจาก “การสุ่มตัวอย่างแบบเป็นระยะ” ไปสู่ ​​“การตรวจจับอย่างต่อเนื่อง” ซึ่งให้การสนับสนุนที่สำคัญยิ่งต่อการประมงอัจฉริยะและการอนุรักษ์ระบบนิเวศทางทะเล ในปี พ.ศ. 2566 กระทรวงเกษตรของจีนได้รวมอุปกรณ์ดังกล่าวไว้ในมาตรฐานฟาร์มเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำสมัยใหม่ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณถึงการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอนาคต

เรายังสามารถให้บริการโซลูชั่นที่หลากหลายสำหรับ

1. เครื่องวัดคุณภาพน้ำแบบพกพาสำหรับคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์

2. ระบบทุ่นลอยน้ำเพื่อคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์

3. แปรงทำความสะอาดอัตโนมัติสำหรับเซ็นเซอร์น้ำหลายพารามิเตอร์

4. ชุดเซิร์ฟเวอร์และโมดูลซอฟต์แวร์ไร้สายครบชุด รองรับ RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

สำหรับเซ็นเซอร์น้ำเพิ่มเติม ข้อมูล,

กรุณาติดต่อ บริษัท ฮอนเดะ เทคโนโลยี จำกัด

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์บริษัท :www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582