Sulīgi zaļie salāti zeļ barības vielu šķīdumā kultivēšanas tvertnēs, kuras visas kontrolē vairāki klusi darbojošies ūdens kvalitātes sensori.
Dzjansu provinces universitātes laboratorijā salātu partija intensīvi aug bez augsnes, pateicoties hidroponiskai viedajai uzraudzības sistēmai, kuras pamatā ir šaurjoslas lietu interneta tehnoloģija. Pētnieks Džans Dzjins paskaidroja, ka sistēma izmanto vairākus ūdens kvalitātes sensorus, lai reāllaikā uzraudzītu barības vielu šķīduma parametrus, apvienojumā ar izplūdušām vadības metodēm, lai automātiski pielāgotu ūdens kvalitāti atbilstoši kultūraugu vajadzībām.
Tā kā hidroponikas tehnoloģija kļūst arvien izplatītāka, šiem neuzkrītošajiem ūdens kvalitātes sensoriem ir arvien lielāka nozīme. No profesionālām pētniecības iestādēm līdz pat parastām mājsaimniecībām viedās hidroponikas sistēmas nemanāmi pārveido tradicionālās lauksaimniecības metodes.
01 Hidroponikas tehnoloģijas pašreizējais stāvoklis
Salīdzinot ar tradicionālo augsnes apstrādi, hidroponika nodrošina ātrāku kultūraugu augšanu un samazina kaitēkļu problēmas. Tā kā kultūraugi nepārtraukti absorbē barības vielas no barības vielu šķīduma, ir svarīgi nekavējoties un precīzi uzraudzīt hidroponiskā barības vielu šķīduma ūdens kvalitātes parametrus un pēc nepieciešamības papildināt barības vielas.
Pēdējos gados, attīstoties sensoru tehnoloģijai un samazinoties izmaksām, viedās hidroponikas sistēmas ir sākušas pārvietoties no pētniecības iestādēm uz parastām mājsaimniecībām.
Tipiska viedā hidroponikas sistēma parasti sastāv no trim galvenajām sastāvdaļām: sensoriem, kontrolieriem un izpildmehānismiem.
Starp tiem sensori ir atbildīgi par dažādu ūdens kvalitātes parametru apkopošanu, kalpojot kā sistēmas "acis" un "ausis". To precizitāte un stabilitāte tieši nosaka visas hidroponikas sistēmas panākumus vai neveiksmi.
02 Detalizēts galveno sensoru pārskats
pH sensori
pH vērtība ir ļoti svarīga kultūraugu augšanai hidroponikā. Kā zināms ikvienam akvakultūras pārstāvim, optimālais pH diapazons ūdenstilpnēm ir no 7,5 līdz 8,5.
pH ūdens kvalitātes sensori nosaka ūdeņraža jonu koncentrāciju izmērītajās vielās un pārveido to atbilstošos izmantojamos izejas signālos.
Šķīdumā esošie H+ joni mijiedarbojas ar sensora elektrodu, radot sprieguma signālu, un sprieguma lielums ir proporcionāls H+ koncentrācijai. Izmērot sprieguma signālu, var iegūt atbilstošo šķīduma pH vērtību.
Tirdzniecībā ir pieejami specializēti pH sensori, kas paredzēti hidroponikas lietojumprogrammām, piemēram, automātiskie hidroponikas pH sensori, kas atbalsta standarta komunikācijas protokolus, ar mērījumu diapazonu no 0 līdz 14,00 pH un izšķirtspēju līdz 0,01 pH, kas nodrošina precīzu uzraudzību un kontroli.
Izšķīdušā skābekļa sensori
Izšķīdušais skābeklis ir galvenais faktors veselīgai sakņu augšanai hidroponiskajās kultūrās. Ūdenstilpes, kas nav piesārņotas ar skābekli patērējošām vielām, uztur izšķīdušo skābekli piesātinājuma līmenī.
Izšķīdušā skābekļa sensori mēra ūdenī izšķīdušā skābekļa daudzumu.
Skābekļa molekulas no izmērītā šķīduma izkļūst cauri sensora selektīvajai membrānai un iekšējā katodā un anodā notiek atbilstošas reducēšanas vai oksidēšanās reakcijas, vienlaikus ģenerējot strāvas signālus. Strāvas lielums ir proporcionāls izšķīdušā skābekļa koncentrācijai.
Profesionāli izšķīdušā skābekļa sensori ir pieejami dažādos dizainos: daži spēj izturēt skarbus vides apstākļus, vienlaikus nodrošinot izcilu precizitāti; citi ir optimizēti reakcijas laikam, piemēroti vietas pārbaudei un analītiskiem lietojumiem.
Jonu koncentrācijas sensori
Jonu koncentrācijas sensori ir ļoti svarīgas iekārtas barības vielu šķīduma sastāva uzraudzībai. Konkrētu jonu, piemēram, nitrāta, amonija un hlorīda, koncentrācija tieši ietekmē kultūraugu augšanu.
Piemēram, specializēti amonija jonu sensori var izmērīt amonija saturu dabiskajos ūdeņos, virszemes ūdeņos, gruntsūdeņos un dažādos lauksaimniecības pielietojumos.
Lauksaimniecības universitātes patentēts hidroponiskā šķīduma jonu koncentrācijas sensors apvieno jonu elektrodus, temperatūras sensorus un pH sensorus, ļaujot ātri izprast jonu koncentrācijas izmaiņas, temperatūras svārstības un pH izmaiņas hidroponiskajos šķīdumos.
Elektrovadītspējas (EC) sensori
Elektrovadītspēja ir galvenais rādītājs, kas mēra kopējo jonu koncentrāciju barības vielu šķīdumā, tieši atspoguļojot barības vielu šķīduma auglības līmeni.
Automātiskie EC raidītāji, kas īpaši izstrādāti lauksaimniecības apūdeņošanai un hidroponikai, piedāvā mērījumu diapazonu līdz 0–4000 µS/cm, atbalsta standarta izejas protokolus, spēj pieslēgties dozēšanas sūkņiem/vārstiem un vadīt sūkņu/vārstu slēdžus.
Temperatūras un duļķainības sensori
Temperatūra ietekmē kultūraugu sakņu augšanu un vielmaiņas aktivitāti, savukārt duļķainība atspoguļo suspendēto daļiņu daudzumu barības vielu šķīdumā.
Viedo siltumnīcu hidroponisko tvertņu projektos izstrādātāji var izmantot augstas precizitātes digitālos temperatūras un mitruma sensoru moduļus ar tipisku temperatūras precizitāti ±0,3 ℃ un izšķirtspēju 0,01 ℃.
Barības vielu šķīdumu duļķainības līmeņa uzraudzībai var izmantot specializētus duļķainības sensorus ar daudzparametru instrumentiem.
03 Integrētas lietojumprogrammas viedajās sistēmās
Dati no atsevišķiem sensoriem bieži vien nav pietiekami, lai visaptveroši atspoguļotu visu hidroponikas vidi, tāpēc vairāku sensoru sapludināšana ir augoša tendence viedajās hidroponikas sistēmās.
Daudzparametru zondes ar izmaksu ziņā efektīvu dizainu var viegli integrēt vadības sistēmās un telemetrijas sistēmās, kas ir piemērotas ilgtermiņa izvietošanai.
Pētnieku komandas ir izstrādājušas uz lietu internetu (IoT) balstītas viedās hidroponikas uzraudzības sistēmas, kas izmanto mobilo lietojumprogrammu saskarnes hidroponikas vides parametru uzraudzībai reāllaikā, apvienojumā ar intelektiskām vadības metodēm, lai pielāgotu barības vielu šķīduma ūdens kvalitātes parametrus, pamatojoties uz darbības pieredzi un kultūraugu vajadzībām.
Testa rezultāti liecina, ka, šādām sistēmām regulējot barības vielu šķīdumus, galvenie parametri, piemēram, pH un elektrovadītspēja, var saglabāt stabilas iepriekš iestatītas vērtības saprātīgā laika posmā.
04 Tehniskie izaicinājumi un nākotnes tendences
Lai gan hidroponikas sensoru tehnoloģija ir ievērojami attīstījusies, joprojām pastāv vairākas problēmas. Sensoru ilgtermiņa stabilitāte, pretapaugšanas spēja un kalibrēšanas biežums ir galvenie jautājumi praktiskajos pielietojumos.
Īpaši jonu selektīvie elektrodi ir jutīgi pret citu jonu radītiem traucējumiem, un tiem nepieciešama regulāra kalibrēšana.
Nākotnes hidroponikas sensori attīstīsies daudzfunkcionalitātes, intelekta un izmaksu samazināšanas virzienā.
Uzlabotas sensoru sistēmas jau tagad ļauj veikt dažādu parametru, tostarp hlorofila, pigmentu, fluorescences, duļķainības un citu, augstas veiktspējas mērījumus.
Tikmēr, attīstoties atvērtā pirmkoda projektiem, viedo hidroponikas sistēmu ienākšanas šķēršļi samazinās, ļaujot vairāk cilvēkiem piedalīties šajā lauksaimniecības transformācijā.
Mūsdienās arvien vairāk pilsētu iedzīvotāju sāk eksperimentēt ar mājas hidroponiku. Dažādu pilsētu dzīvojamo māju balkonos viedās hidroponikas tvertnēs, kuru pamatā ir populāras mikrokontrolleru platformas, intensīvi aug lapu zaļumi.
“Ūdens kvalitātes sensori ir hidroponikas sistēmu pamatā — tie ir kā augu “garšas kārpiņas”, kas mums norāda, kuras barības vielas ir jāpielāgo,” aprakstīja kāds entuziasts.
Nepārtraukti sensoru tehnoloģiju sasniegumi pārvērš precīzo lauksaimniecību no ideāla par realitāti.
Varam piedāvāt arī dažādus risinājumus,
1. Rokas mērītājs daudzparametru ūdens kvalitātes mērīšanai
2. Peldošo boju sistēma daudzparametru ūdens kvalitātei
3. Automātiska tīrīšanas birste daudzparametru ūdens sensoram
4. Pilns serveru un programmatūras bezvadu moduļa komplekts, atbalsta RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Lai iegūtu vairāk ūdens sensora informācija,
lūdzu, sazinieties ar Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Uzņēmuma tīmekļa vietne:www.hondetechco.com
Tālrunis: +86-15210548582
Publicēšanas laiks: 2025. gada 7. novembris