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溶解氧傳感器和PH傳感器監(jiān)測水產養(yǎng)殖的應用
作為維持可持續(xù)海產品供應的一種方法,，水產養(yǎng)殖近年來變得越來越流行。在水產養(yǎng)殖中，保持合適的水質對于成功至關重要,。建立有效的水產養(yǎng)殖系統(tǒng)需要了解水產養(yǎng)殖的水質參數(shù)及其對海洋生物的影響,。
什么是水產養(yǎng)殖,？
水產養(yǎng)殖是水生生物的養(yǎng)殖，包括魚類,，貝類和水生植物,。水產養(yǎng)殖有兩個主要的子集。海洋水產養(yǎng)殖是指自然生活在海洋中的水生物種的養(yǎng)殖,，而淡水水產養(yǎng)殖是指生活在湖泊,，溪流或河中的生物的養(yǎng)殖。通過水產養(yǎng)殖養(yǎng)殖的重要物種的例子包括cat魚,，羅非魚,，鮭魚，蝦和牡蠣,。
為什么需要水產養(yǎng)殖,？
過度捕撈耗盡了許多地理位置的魚類和貝類的自然供應。同時,，人口增加,，導致對海鮮的需求增加，特別是在以海鮮為主要食物來源的地區(qū),。魚類養(yǎng)殖有助于補充對海鮮的需求,，同時使自然水生生物種群反彈。魚類養(yǎng)殖還有助于滿足對可持續(xù)生產的海鮮的需求,。但是,，必須指出的是，并非所有水產養(yǎng)殖活動都是可持續(xù)的,。廢物和生態(tài)系統(tǒng)的影響可能難以管理,，管理不善的水產養(yǎng)殖活動可能對環(huán)境有害。
水產養(yǎng)殖的水質參數(shù)
水產養(yǎng)殖有兩個主要水質參數(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節(jié)水產養(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l(fā)u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,。
目前國內本土品牌中并沒質量特別好的溶解氧傳感器,，比較好的是由日本FIGARO公司生產的溶解氧傳感器 - KDS-25B，湯淺溶解氧傳感器KDS-25B是一款*的原電池式傳感器,，是專門為水質控制而開發(fā)的,。這款溶解氧傳感器z顯著的特點就是，使用壽命長,，不受CO2影響,。
水產養(yǎng)殖中的pH
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
一些水產養(yǎng)殖業(yè)使用緩沖液和化學藥品來維持穩(wěn)定和z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整,。用于水產養(yǎng)殖的z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含量的變化,，還會引起許多物質形態(tài)的改變,，特別是一些有毒物質存在形式的改變，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的重要的物質基礎——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,，終引起魚產量的下降。
水質PH傳感器是可以把被測物體信號按照一定的規(guī)律轉化為電信號的檢測水質裝置,，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,、無機物質,、養(yǎng)殖對象等組成的整體，生命活動時刻在進行,，水質指標也跟著在變化,。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,。所以在水產養(yǎng)殖中使用水質PH傳感器是非常有必要的,。