เซ็นเซอร์วัดคุณภาพน้ำแบบลอยตัวหลายพารามิเตอร์สำหรับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและการเฝ้าระวังทางทะเล: การประยุกต์ใช้งานเชิงนวัตกรรม

เชิงนามธรรม
ด้วยการพัฒนาการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำอย่างเข้มข้นและความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการปกป้องสิ่งแวดล้อมทางทะเล วิธีการตรวจสอบคุณภาพน้ำแบบดั้งเดิมจึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการแบบเรียลไทม์และหลายมิติได้อีกต่อไป บทความนี้จึงทำการศึกษาอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับหลักการทางเทคโนโลยีและคุณค่าในการประยุกต์ใช้ของเซ็นเซอร์คุณภาพน้ำแบบลอยตัวหลายพารามิเตอร์ในช่องทางการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำจืดและสภาพแวดล้อมทางทะเล ผ่านการทดลองเปรียบเทียบ พบว่ามีข้อดีในการตรวจสอบพารามิเตอร์สำคัญ เช่น ออกซิเจนละลายในน้ำ ค่า pH ความขุ่น และค่าการนำไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีการกล่าวถึงการบูรณาการเทคโนโลยี IoT สำหรับระบบตรวจสอบอัจฉริยะ กรณีศึกษาแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้ช่วยลดเวลาตอบสนองต่อความผิดปกติของคุณภาพน้ำได้ถึง 83% และลดอุบัติการณ์ของโรคในสัตว์น้ำได้ถึง 42% ซึ่งเป็นการสนับสนุนทางเทคนิคที่เชื่อถือได้สำหรับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำสมัยใหม่และการปกป้องระบบนิเวศทางทะเล

1. หลักการทางเทคนิคและสถาปัตยกรรมระบบ

ระบบเซ็นเซอร์แบบหลายพารามิเตอร์ลอยน้ำใช้การออกแบบแบบโมดูลาร์ โดยมีส่วนประกอบหลักได้แก่:

• ชุดเซ็นเซอร์: เซ็นเซอร์วัดปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำแบบออปติคอล (ความแม่นยำ ±0.1 มก./ลิตร), อิเล็กโทรดแก้ววัดค่า pH (±0.01), โพรบวัดค่าการนำไฟฟ้าแบบสี่อิเล็กโทรด (±1% FS), หน่วยวัดความขุ่นแบบกระจายแสง (0–4000 NTU)
• โครงสร้างลอยน้ำ: ตัวเรือนทำจากโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง พร้อมระบบจ่ายพลังงานแสงอาทิตย์และอุปกรณ์ทรงตัวใต้น้ำ
• การส่งต่อข้อมูล: รองรับการส่งข้อมูลแบบสองโหมด 4G/BeiDou พร้อมความถี่การสุ่มตัวอย่างที่ปรับได้ (5 นาที – 24 ชั่วโมง)
• ระบบทำความสะอาดตัวเอง: อุปกรณ์ป้องกันการเกาะติดของสิ่งมีชีวิตในน้ำด้วยคลื่นอัลตราโซนิค ช่วยยืดระยะเวลาการบำรุงรักษาได้ถึง 180 วัน

2. การประยุกต์ใช้ในระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำจืด

2.1 การควบคุมปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำแบบไดนามิก

ในพื้นที่เพาะเลี้ยงกุ้ง Macrobrachium rosenbergii ในมณฑลเจียงซู เครือข่ายเซ็นเซอร์จะติดตามการเปลี่ยนแปลงของปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำแบบเรียลไทม์ (2.3–8.7 มิลลิกรัม/ลิตร) เมื่อระดับลดลงต่ำกว่า 4 มิลลิกรัม/ลิตร เครื่องเติมอากาศจะทำงานโดยอัตโนมัติ ซึ่งช่วยลดเหตุการณ์ภาวะขาดออกซิเจนได้ถึง 76%

2.2 การเพิ่มประสิทธิภาพการให้อาหาร

โดยการเชื่อมโยงข้อมูลค่า pH (6.8–8.2) และความขุ่น (15–120 NTU) ได้มีการพัฒนารูปแบบการให้อาหารแบบไดนามิก ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ประโยชน์จากอาหารได้ถึง 22%

3. ความก้าวหน้าในการเฝ้าระวังสิ่งแวดล้อมทางทะเล

3.1 ความสามารถในการปรับตัวต่อความเค็ม

อิเล็กโทรดโลหะผสมไทเทเนียมรักษาการตอบสนองเชิงเส้น (R² = 0.998) ในช่วงความเค็ม 5–35 psu โดยพบการเบี่ยงเบนของข้อมูลน้อยกว่า 3% ในการทดสอบในกรงทะเลของฝูเจี้ยน

3.2 อัลกอริทึมการชดเชยกระแสน้ำ

อัลกอริทึมฐานเส้นแบบไดนามิกช่วยขจัดสัญญาณรบกวนจากความผันผวนของกระแสน้ำขึ้นลงที่มีต่อการวัดแอมโมเนียไนโตรเจน (0–2 มก./ลิตร) ลดข้อผิดพลาดเหลือเพียง ±5% ในการทดสอบบริเวณปากแม่น้ำเฉียนถาง

4. โซลูชันการบูรณาการ IoT

โหนด Edge computing ช่วยให้สามารถประมวลผลข้อมูลเบื้องต้นในพื้นที่ (ลดสัญญาณรบกวน กำจัดค่าผิดปกติ) ในขณะที่แพลตฟอร์มคลาวด์สนับสนุนการวิเคราะห์แบบหลายมิติ:

• แผนที่แสดงความหนาแน่นของการเกิดปรากฏการณ์สาหร่ายบานตามเวลาและพื้นที่
• แบบจำลอง LSTM ทำนายแนวโน้มคุณภาพน้ำใน 72 ชั่วโมง
• การแจ้งเตือนผ่านแอปพลิเคชันบนมือถือ (เวลาตอบสนอง <15 วินาที)

5. การวิเคราะห์ต้นทุนและผลประโยชน์

เมื่อเปรียบเทียบกับการสุ่มตัวอย่างด้วยมือแบบดั้งเดิม:

• ต้นทุนการตรวจสอบลดลง 62% ต่อปี
• ความหนาแน่นของข้อมูลเพิ่มขึ้นถึง 400 เท่า
• มีการออกประกาศเตือนเรื่องการแพร่กระจายของสาหร่ายเมื่อ 48 ชั่วโมงก่อนหน้านี้
• อัตราการรอดชีวิตของสัตว์น้ำในระบบเพาะเลี้ยงดีขึ้นเป็น 92.4%

6. ความท้าทายและโอกาสในอนาคต

ข้อจำกัดในปัจจุบัน ได้แก่ การรบกวนจากสิ่งมีชีวิตเกาะติด (โดยเฉพาะที่อุณหภูมิสูงกว่า 28 องศาเซลเซียส) และการรบกวนจากพารามิเตอร์อื่นๆ แนวทางในอนาคตประกอบด้วย:

• วัสดุเซ็นเซอร์ที่ใช้กราฟีน
• การปรับเทียบหุ่นยนต์ใต้น้ำอัตโนมัติ
• การตรวจสอบข้อมูลโดยใช้เทคโนโลยีบล็อกเชน

บทสรุป

ระบบตรวจสอบหลายพารามิเตอร์แบบลอยน้ำแสดงถึงความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจาก “การสุ่มตัวอย่างเป็นระยะ” ไปสู่ ​​“การตรวจวัดอย่างต่อเนื่อง” ซึ่งให้การสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการประมงอัจฉริยะและการอนุรักษ์ระบบนิเวศทางทะเล ในปี 2023 กระทรวงเกษตรของจีนได้รวมอุปกรณ์ดังกล่าวไว้ในโครงการต่างๆมาตรฐานฟาร์มเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำสมัยใหม่ซึ่งบ่งชี้ถึงการนำไปใช้ในวงกว้างในอนาคต

เรายังสามารถนำเสนอโซลูชันที่หลากหลายสำหรับ

1. เครื่องวัดแบบพกพาสำหรับวัดคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์

2. ระบบทุ่นลอยน้ำสำหรับตรวจวัดคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์

3. แปรงทำความสะอาดอัตโนมัติสำหรับเซ็นเซอร์วัดค่าน้ำหลายพารามิเตอร์

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

สำหรับเซ็นเซอร์น้ำเพิ่มเติม ข้อมูล,

โปรดติดต่อบริษัท Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์ของบริษัท:www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582