Abstract
Door de intensivering van de aquacultuur en de groeiende vraag naar bescherming van het mariene milieu, voldoen traditionele methoden voor waterkwaliteitsmonitoring niet langer aan de realtime, multidimensionale eisen. Dit artikel onderzoekt systematisch de technologische principes en de toepassingswaarde van drijvende multiparameter waterkwaliteitssensoren in zoetwateraquacultuurkanalen en mariene omgevingen. Door middel van vergelijkende experimenten worden de prestatievoordelen bij het monitoren van belangrijke parameters zoals opgeloste zuurstof, pH, troebelheid en geleidbaarheid gevalideerd. Daarnaast wordt de integratie van IoT-technologie voor intelligente monitoringsystemen besproken. Casestudies tonen aan dat deze technologie de reactietijd bij waterkwaliteitsafwijkingen met 83% verkort en de incidentie van aquacultuurziekten met 42% vermindert, wat betrouwbare technische ondersteuning biedt voor moderne aquacultuur en de bescherming van het mariene milieu.
1. Technische principes en systeemarchitectuur
Het drijvende multiparameter-sensorsysteem heeft een modulair ontwerp, met als kerncomponenten:
- Sensorarray: Geïntegreerde optische sensor voor opgeloste zuurstof (nauwkeurigheid ±0,1 mg/L), pH-glaselektrode (±0,01), vier-elektrode geleidbaarheidssonde (±1% FS), troebelheidsverstrooiingseenheid (0–4000 NTU).
- Drijvende constructie: Behuizing van polyethyleen met hoge dichtheid, voorzien van zonne-energievoorziening en onderwaterstabilisatoren.
- Data Relay: Ondersteunt 4G/BeiDou dual-mode transmissie met instelbare bemonsteringsfrequentie (5 min–24 h).
- Zelfreinigend systeem: Ultrasoon antibiofoulingapparaat verlengt de onderhoudsintervallen tot 180 dagen.
2. Toepassingen in zoetwateraquacultuurkanalen
2.1 Dynamische regulering van opgeloste zuurstof
In de teeltgebieden van Macrobrachium rosenbergii in Jiangsu meet het sensornetwerk in realtime de schommelingen in het zuurstofgehalte (2,3–8,7 mg/L). Wanneer het gehalte onder de 4 mg/L zakt, worden de beluchters automatisch geactiveerd, waardoor het aantal gevallen van zuurstofgebrek met 76% afneemt.
2.2 Voedingsoptimalisatie
Door pH-waarden (6,8–8,2) en troebelheidsgegevens (15–120 NTU) te correleren, werd een dynamisch voedermodel ontwikkeld, waarmee de voederbenutting met 22% werd verbeterd.
3. Doorbraken in de monitoring van het mariene milieu
3.1 Aanpassingsvermogen aan verschillende zoutgehaltes
Elektroden van titaniumlegering behouden een lineaire respons (R² = 0,998) over een zoutgehaltebereik van 5–35 psu, waarbij in de kooiproeven in Fujian een afwijking van minder dan 3% in de gegevens werd waargenomen.
3.2 Algoritme voor getijdecompensatie
Een dynamisch basislijnalgoritme elimineert interferentie van getijschommelingen op ammoniakstikstofmetingen (0–2 mg/L), waardoor de foutmarge in tests in het estuarium van de Qiantang-rivier wordt teruggebracht tot ±5%.
4. IoT-integratieoplossingen
Edge computing-nodes maken lokale voorbewerking van gegevens mogelijk (ruisonderdrukking, verwijdering van uitschieters), terwijl cloudplatforms multidimensionale analyses ondersteunen:
- Ruimtelijke en temporele hittekaarten voor hotspots van algenbloei
- LSTM-modellen die trends in de waterkwaliteit over een periode van 72 uur voorspellen.
- Meldingen via de mobiele app (reactietijd <15 s)
5. Kosten-batenanalyse
Vergeleken met traditionele handmatige bemonstering:
- De monitoringkosten zijn jaarlijks met 62% gedaald.
- De gegevensdichtheid is 400 keer zo hoog geworden.
- Waarschuwingen voor algenbloei werden 48 uur eerder uitgegeven.
- De overlevingskansen in de aquacultuur zijn verbeterd tot 92,4%.
6. Uitdagingen en toekomstperspectieven
De huidige beperkingen omvatten interferentie door biofouling (vooral boven 28 °C) en interferentie tussen verschillende parameters. Toekomstige onderzoeksrichtingen zijn onder andere:
- Sensormaterialen op basis van grafeen
- Kalibratie van een autonome onderwaterrobot
- Blockchain-gebaseerde gegevensverificatie
Conclusie
Drijvende multiparameter-monitoringsystemen vertegenwoordigen een technologische sprong voorwaarts van "intermitterende bemonstering" naar "continue detectie" en bieden cruciale ondersteuning voor slimme visserij en het behoud van mariene ecosystemen. In 2023 nam het Chinese Ministerie van Landbouw dergelijke apparaten op in deModerne normen voor aquacultuurbedrijvenwat wijst op een brede toekomstige acceptatie.
We kunnen ook diverse oplossingen bieden voor
1. Draagbare meter voor het meten van meerdere waterparameters
2. Drijvend boeiensysteem voor waterkwaliteitsmetingen met meerdere parameters.
3. Automatische reinigingsborstel voor de multiparameter watersensor
4. Complete set servers en software draadloze module, ondersteunt RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Voor meer watersensoren informatie,
Neem contact op met Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Bedrijfswebsite:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Geplaatst op: 13 augustus 2025