傳感器監(jiān)測水產(chǎn)養(yǎng)殖中溶解氧和PH值

水產(chǎn)養(yǎng)殖的水質(zhì)參數(shù)

水產(chǎn)養(yǎng)殖有兩個主要水質(zhì)參數(shù)：溶解氧、pH值。

溶解氧

魚和貝類需要氧氣才能生存，生長和繁殖。如果魚死掉或不能長到足夠大而無法繁殖，那么低的溶解氧水平會導致養(yǎng)魚業(yè)失敗。

溶解氧為什么會波動？

有幾個因素影響魚類或貝類可利用的溶解氧量。首先，重要的是要考慮魚類種群數(shù)量與其棲息地規(guī)模的比較。水產(chǎn)養(yǎng)殖通常涉及在少量水中養(yǎng)成大量魚類。這種人為造成的人口過剩導致資源迅速消耗，包括溶解氧。因此，養(yǎng)魚業(yè)利用機械曝氣和其他方法來補充天然氧氣。

微生物種群也影響溶解氧水平。一些微生物，例如浮游植物，可以進行光合作用。在光合作用過程中，陽光和二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和有機物。此過程會增加水中的溶解氧量。浮游植物和其他微生物也會進行呼吸作用，這會消耗氧氣并消耗食物。不斷變化的微生物種群將根據(jù)它們執(zhí)行的生化過程而改變氧氣的可用性。

監(jiān)測溶解氧

在水產(chǎn)養(yǎng)殖應用中使用溶解氧傳感器監(jiān)測溶解氧有許多好處。監(jiān)測可以使管理人員在溶解氧下降得過低時得到通知，從而危及魚類或貝類的健康。監(jiān)控還向控制系統(tǒng)提供反饋，控制系統(tǒng)可以通過機械曝氣自動調(diào)節(jié)水產(chǎn)養(yǎng)殖中的氧氣。仔細控制充氣系統(tǒng)至關重要，因為這些系統(tǒng)需要大量的能源消耗。針對可持續(xù)增長條件優(yōu)化曝氣可以節(jié)省能源并節(jié)省資金。

氧在水中的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽。溶解氧分析儀傳感器是由金電極(陰極)和銀電極(陽極)及氯化鉀或氫氧化鉀電解液組成，氧通過膜擴散進入電解液與金電極和銀電極構(gòu)成測量回路。當給溶解氧分析儀電極加上0.6～ 0.8V 的極化電壓時，氧通過膜擴散，陰極釋放電子，陽極接受電子，產(chǎn)生電流，整個反應過程為：陽極 Ag+Cl→AgCl+2e- 陰極 O2+2H2O+4e→4OH- 根據(jù)法拉第定律：流過溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關系。

像溶解氧含量一樣，pH值會影響魚類的生存，生長和繁殖。pH值過高會導致魚類死亡。影響水質(zhì)的微生物種群也可能受到pH值的影響。一些微生物（例如浮游植物）具有重要的生化功能，例如光合作用。如前所述，光合作用是溶解氧的重要來源。光合作用還減少了水中的氨含量，從而保護了魚類免受高濃度氨中毒的傷害。在水產(chǎn)養(yǎng)殖生境中保持適當?shù)膒H值將確保有益的微生物能夠與其他微生物競爭。這優(yōu)化了魚類生存，生長和繁殖的生態(tài)系統(tǒng)條件。

為什么pH會波動？

在魚類和貝類生境中，pH值波動的原因很多。酸雨或農(nóng)業(yè)徑流可能會污染水。二氧化碳的排放也會影響pH值：當二氧化碳溶解在水中時，反應會生成碳酸，從而降低pH值。

監(jiān)測pH

一些水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)使用緩沖液和化學藥品來維持穩(wěn)定和最佳的pH值。使用pH傳感器和變送器監(jiān)測pH值有助于確定何時進行調(diào)整。用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的最佳pH傳感器將具有平坦的測量表面，該表面可自動清潔以用于可能含有懸浮固體的水中。

PH的改變會引起水中一些化學物質(zhì)含量的變化，還會引起許多物質(zhì)形態(tài)的改變，特別是一些有毒物質(zhì)存在形式的改變，導致毒性的改變而間接影響到魚類的生命活動。還會影響水中懸浮粒子、膠體及蛋白質(zhì)等的帶電狀態(tài)，導致吸附、解吸、沉聚等，同時還會破壞水體浮游植物生產(chǎn)的最重要的物質(zhì)基礎——磷酸鹽和無機氮合物的供應以及Fe、C等元素的吸收，從而導致光合作用及各類微生物的活動受到影響，最終引起魚產(chǎn)量的下降。

水質(zhì)PH傳感器是可以把被測物體信號按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化為電信號的檢測水質(zhì)裝置，以供輸出、存儲、記錄等要求。由于養(yǎng)殖水體是由浮游生物、細菌、有機物質(zhì)、無機物質(zhì)、養(yǎng)殖對象等組成的整體，生命活動時刻在進行，水質(zhì)指標也跟著在變化。養(yǎng)殖用水在一般情況下，日出時隨著光合作用的加強，pH值開始逐漸上升，到下午16：30～17：30達最大值；太陽落山后，光合作用減弱，呼吸作用加強，pH開始下降，直至翌日日出前至最小值，如此循環(huán)往復，pH值的日正常變化幅度為0.3-0.5，若超出此范圍，則水體有異常情況。所以在水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用水質(zhì)PH傳感器是非常有必要的。