5.3 水产信息感知技术.ppt

5.3.2水产信息感知系统水产信息感知系统由智能水质传感器、无线传感网、增氧控制器和监控平台组成。5.3.3水产养殖水质感知技术水体浊度与水中含有的悬浮物（如浮游生物、泥土、微细有机物、无机物、等）、胶体物相关，水质检测中定义一个标准浊度单位为1L水中含有1mgSiO2所构成的浊度，简称1度。浊度是光线与溶液中的胶体物和悬浮颗粒相互作用的结果，是一种光学效应，它体现的是光线在水中传播时受到阻碍的程度。浊度并不能直接测量，它描述的是液体里的胶体物和悬浮固体，因此，浊度是通过溶液的透射光或散射光的量来间接测量的。溶液的浊度越大，则透射光强度越小、散射光强度越大。浊度值是溶液中所有物质共同作用的结果，通过标准化的分析手段，浊度测量可以作为一种定量分析应用于水质监测。1.浊度5.3.3水产养殖水质感知技术浊度是反映水体物理性状的重要指标，可体现水的清澈或浑浊程度。浊度与水体中微生物指标有着明显的关联。浊度高的水体会促进细菌的生长繁殖，因为颗粒的表面可以吸附营养物质，因而使附着的细菌较游离的细菌生长繁殖更快。由于浊度能够降低消毒剂对微生物的影响，削弱对微生物的治理效果，从而增加水体需氯量与需氧量。浊度计作为水体浊度的测蛍设备，根据测量原理分为透射光式、散射光式和透射?散射光式等。其原理如下：当光线照射到水体中上，入射光的强度、透射光的强度和散射光的强度相互之间的比值与水体的浊度存在关联关系，通过测定三种光线的强度来实现水体的浊度的测量。光学式浊度计有用于实验室的，也有用于现场进行自动连续测定的。5.3.3水产养殖水质感知技术水产养殖过程中，水温是非常重要的水体参数。鱼类作为变温动物，其体温与周围水温的差异在0.5?1.7C,幼鱼的体温甚至是水温相同的。鱼类的体温的波动和新陈代谢强度的变化，直接影响着鱼类的进食量和生长状况。不同鱼类有着各自不同的温度适应范围。当温度升高时，鱼类新陈代谢过程加快，进食量增加，生长也随之加快。但另外一方面，水体中的溶氧量随着水温升高而大幅降低，水温上升乂加快了鱼类呼吸速率,耗氧量增高。加上池塘中其他耗氧生物的共同作用，水体中就很容易产生缺氧现象，对鱼类产生不利影响。另外，水温对池塘中氨敏等毒素的毒性、好氧性腐生菌的生长繁殖速率、多种疾病的发病率等都有相当大的联系。因此，水温是水产养殖活动中的重要感知参数。水温传感器原理与基于电化学原理的环境温度传感器相似，同样通过热电阻或热电偶等热敏材料构成温度感应器。2.水温5.3.3水产养殖水质感知技术溶解氧是水产养殖动物的生命要素。氧气是所有好氧生物生长繁殖的必要条件。由于空气中氧气的含量约为21%,含量稳定保持在较高水平，因此陆地上生物基本不存在氧气不足的情况；而水体中的溶解氧(dissolvedoxygen,DO)含量较少而容易受各种因素的影响而变化。一般情况下淡水中饱和溶氧量只相当于空气中氧气含量的1/20,海水中更少，因而溶氧量是限制鱼类生长繁殖的重要因素，也成为水产养殖中人们最为关注的水质因子之一。3.溶解氧1）溶解氧在水产养殖中的作用溶解氧促进好氧性微生物生长繁殖，从而加快有机物降解。减少有毒、有害物质的作用。抑制有害的厌氧微生物的活动。增强免疫力。2）水体溶解氣检测机制碘量法、电化学探头法和荧光熄灭法5.3.3水产养殖水质感知技术1）溶解氧在水产养殖中的作用pH是水质的重要指标。养殖水体的pH是影响养殖鱼类摄食、生长的重要因素之一。鱼类适宜生K在pH为7.0?8.5的微碱性水体中，水体的pH影响着养殖动物的进食量、生长状况。如果水体的pH高于9.0或低T6.0,就会威胁到养殖动物的生长繁殖。2）水体溶解氣检测机制碘量法、电化学探头法和荧光熄灭法5.3.4pH（酸碱度）1）盐度在水产养殖中的作用盐度主要影响养殖动物生长发育、鳃部氯细胞、血浆中电解质和琥珀酸脱氢酶的线粒体等方面。2）盐度检测机制采用密度、导电率测量法。威尼尔盐度传感器就是釆用这种测量方法。在待测水体中，电流随着离子的移动产生流动，威尼尔盐度传感器测量两个电极在插入溶液时两极之间的通电能力。因此，待测水体中的离子浓度升高时导电率数值也会随之升高。由此可见，盐度传感器测量数据信号实际为电导，即为电阻的倒数。国际标准单位制中，电导的单位是西门子(siemens),通常水体测试中以微西门子(microsiemens)或μS单位测量。5.3.5水体盐度5.3.5水体盐度2）盐度检测机制