基于水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖安全保障系統(tǒng)及應(yīng)用-傖理片午夜傖理片-亞洲精品久久久久久不卡精品小說(shuō)

劉興國(guó)1,2，劉兆普2※，王鵬祥1，苗雷

（1．中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，上海200092； 2．南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，南京210095）

摘要：為解決水產(chǎn)養(yǎng)殖中的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖安全保障系統(tǒng)。系統(tǒng)由水質(zhì)監(jiān)測(cè)與信息處理系統(tǒng)、電路控制系統(tǒng)、增氧和投飼設(shè)備組成，系統(tǒng)根據(jù)養(yǎng)殖水體的溶氧變化調(diào)控增氧、水層交換和投飼。常規(guī)淡水魚池塘養(yǎng)殖情況下，安全增氧時(shí)間不低于6.2 h/w·d·kg，機(jī)械增氧下限為3 mg/l，上限為5 mg/l，上限運(yùn)行時(shí)滯為0.5～1 h，水層交換時(shí)滯為1～2 h。應(yīng)用表明，系統(tǒng)比傳統(tǒng)增氧方式節(jié)約運(yùn)行時(shí)間33.4%，平均降低飼料系數(shù)21.6%，系統(tǒng)具有節(jié)能、節(jié)飼和保障養(yǎng)殖安全的效果。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)養(yǎng)殖，水質(zhì)監(jiān)測(cè)，智能控制

引言

增氧和投飼機(jī)械是水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中使用廣泛的養(yǎng)殖機(jī)械設(shè)備。養(yǎng)殖生產(chǎn)設(shè)備的使用極大的提高了養(yǎng)殖生產(chǎn)效率，減輕了勞動(dòng)力，但目前多數(shù)增氧、投飼設(shè)備是靠經(jīng)驗(yàn)操控的，養(yǎng)殖生產(chǎn)受人為因素影響很大，存在著很大的盲目性和風(fēng)險(xiǎn)性。尤其在高密度養(yǎng)殖情況下，常常因?yàn)椴荒芗皶r(shí)增氧給養(yǎng)殖生產(chǎn)造成重大損失；在投喂過(guò)程中不能根據(jù)魚類吃食情況進(jìn)行投飼控制，造成飼料浪費(fèi)和水質(zhì)污染。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，人們開(kāi)始研究基于養(yǎng)殖水質(zhì)的養(yǎng)殖管理技術(shù)和調(diào)控技術(shù)。前期的研究主要集中在水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)方面，如宋敬德等[1]開(kāi)發(fā)的工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的多點(diǎn)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。陳芙蓉等[2]研制的養(yǎng)殖水質(zhì)微機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，馬從國(guó)等[3]設(shè)計(jì)的基于plc工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)等。在養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控研究方面，劉星橋等[4]對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖多環(huán)境因子控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，朱文錦等[5]研究了水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，陳敏等[6]研究了高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖自控生態(tài)型大棚的水質(zhì)凈化技術(shù)，朱明瑞等[7]研究了工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖溶解氧自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)等等。在國(guó)外，hamiltion s.j.et [8]研制了一種經(jīng)濟(jì)適用的水質(zhì)養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，losordo tm.et. [9]，ginns c.r.et. [10]分別開(kāi)展了養(yǎng)殖水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究。ebeling j.m. [11]研制了基于計(jì)算機(jī)管理的養(yǎng)殖水質(zhì)在線系統(tǒng)。，國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究很多，但都缺乏針對(duì)養(yǎng)殖安全生產(chǎn)保障的系統(tǒng)性研究，這些系統(tǒng)在穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等方面還存在著許多問(wèn)題，難以在養(yǎng)殖生產(chǎn)尤其是池塘養(yǎng)殖生產(chǎn)中使用。本文在借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究建立水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械增氧參數(shù)和飼料投喂模型，利用水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)信息處理以及電路控制技術(shù)，控制池塘水產(chǎn)養(yǎng)殖的增氧和投飼，將水質(zhì)實(shí)時(shí)狀況反映到增氧和投飼過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能增氧和投喂，達(dá)到了節(jié)電、節(jié)飼、降低養(yǎng)殖污染、提高養(yǎng)殖效益的目的。

1 水產(chǎn)養(yǎng)殖安全保障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

水體中的溶解氧是養(yǎng)殖生物Zui重要的生存依賴因子,調(diào)控水體的溶氧量是水產(chǎn)養(yǎng)殖管理中的重要措施[12]。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是：根據(jù)養(yǎng)殖水體中溶解氧的變化規(guī)律建立機(jī)械增氧和投飼的控制參數(shù)，利用水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)與電路控制技術(shù)對(duì)增氧機(jī)械和投飼設(shè)備進(jìn)行調(diào)控，解決傳統(tǒng)養(yǎng)殖生產(chǎn)中的盲目性問(wèn)題，保障水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)的順利進(jìn)行。水產(chǎn)養(yǎng)殖安全保障系統(tǒng)（圖1）主要有水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)與信息處理系統(tǒng)、電路控制系統(tǒng)、增氧投飼設(shè)備等。水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)主要由一個(gè)極譜式溶氧探棒，把水體中的溶氧、溫度等信息傳遞給信息處理系統(tǒng)，極譜式溶氧探棒具有自我檢查和溫補(bǔ)償?shù)裙δ?，其溶氧測(cè)量范圍為0～99.9 mg/l，分辨率為±0.2%。信息處理系統(tǒng)是一個(gè)單芯片微電腦，具有水體溶氧、ph 值、溫度等數(shù)據(jù)處理功能，并通過(guò)繼電器電流信號(hào)把控制指令傳遞給電路控制系統(tǒng)。電路控制系統(tǒng)主要由穩(wěn)壓器、空氣開(kāi)關(guān)、繼電器等組成，來(lái)自信息處理系統(tǒng)的信號(hào)通過(guò)電路控制系統(tǒng)對(duì)增氧、投飼設(shè)備進(jìn)行控制。增氧設(shè)備主要是增氧機(jī)械，投飼設(shè)備為自動(dòng)投飼機(jī)。

圖1 系統(tǒng)工藝圖

fig.1 sketch of the a security guarantee system

2 水產(chǎn)養(yǎng)殖安全保障系統(tǒng)的理論、結(jié)構(gòu)和功能

2.1 機(jī)械增氧理論

不同增氧機(jī)械的動(dòng)力效率差異很大，本系統(tǒng)選用水產(chǎn)養(yǎng)殖中常用的葉輪式增氧機(jī)，增氧機(jī)在養(yǎng)殖水體中的配置為0.75 w/m2[13,14]。

參考wprd ＆ olah模型[12]、steeby養(yǎng)殖底質(zhì)呼吸耗氧模型[15]、culberson ＆ piedrahita 水溫和溶氧預(yù)測(cè)模型[16]、孫耀和陳聚法水產(chǎn)養(yǎng)殖溶氧收支模型[17]、boyd[7]養(yǎng)殖水體溶氧預(yù)測(cè)動(dòng)力學(xué)模型和水產(chǎn)氧遷移模型。江浙地區(qū)池塘水產(chǎn)養(yǎng)殖的機(jī)械增氧模型為：

水產(chǎn)養(yǎng)殖所需機(jī)械增氧量aeration =（rw+y）-airdiffuse