Soczysta, zielona sałata świetnie rośnie w roztworze składników odżywczych w zbiornikach uprawowych, a wszystko jest kontrolowane przez kilka cicho pracujących czujników jakości wody.
W laboratorium uniwersyteckim w prowincji Jiangsu partia sałaty rośnie bujnie bez gleby, dzięki inteligentnemu systemowi hydroponicznego monitorowania opartemu na technologii IoT (Internetu Rzeczy) wąskopasmowej. Badacz Zhang Jing wyjaśnił, że system wykorzystuje wiele czujników jakości wody do monitorowania parametrów roztworu odżywczego w czasie rzeczywistym, w połączeniu z metodami sterowania rozmytego, aby automatycznie dostosowywać jakość wody do potrzeb upraw.
Wraz z upowszechnianiem się technologii hydroponicznej, te niepozorne czujniki jakości wody odgrywają coraz ważniejszą rolę. Od profesjonalnych instytucji badawczych po zwykłe gospodarstwa domowe, inteligentne systemy hydroponiczne po cichu zmieniają tradycyjne metody uprawy.
01 Aktualny stan technologii hydroponicznej
W porównaniu z tradycyjną uprawą glebową, hydroponika umożliwia szybszy wzrost roślin i ogranicza problemy ze szkodnikami. Ponieważ rośliny stale pobierają składniki odżywcze z roztworu odżywczego, niezwykle ważne jest szybkie i dokładne monitorowanie parametrów jakości wody w hydroponicznym roztworze odżywczym oraz uzupełnianie składników odżywczych w razie potrzeby.
W ostatnich latach, wraz z rozwojem technologii czujników i redukcją kosztów, inteligentne systemy hydroponiczne zaczęły przenosić się z instytucji badawczych do zwykłych gospodarstw domowych.
Typowy inteligentny system hydroponiczny składa się zazwyczaj z trzech głównych komponentów: czujników, sterowników i siłowników.
Wśród nich czujniki odpowiadają za zbieranie różnych parametrów jakości wody, pełniąc rolę „oczu” i „uszu” systemu. Ich dokładność i stabilność bezpośrednio decydują o sukcesie lub porażce całego systemu hydroponicznego.
02 Szczegółowy przegląd czujników rdzeniowych
Czujniki pH
Wartość pH ma kluczowe znaczenie dla wzrostu upraw hydroponicznych. Jak wie każdy, kto zajmuje się akwakulturą, optymalny zakres pH dla zbiorników wodnych wynosi 7,5-8,5.
Czujniki jakości wody o określonym pH wykrywają stężenie jonów wodorowych w mierzonych substancjach i przekształcają je na odpowiednie, użyteczne sygnały wyjściowe.
Jony H+ w roztworze oddziałują z elektrodą czujnika, generując sygnał napięciowy, którego wartość jest proporcjonalna do stężenia jonów H+. Mierząc sygnał napięciowy, można uzyskać odpowiednią wartość pH roztworu.
Specjalistyczne czujniki pH przeznaczone do zastosowań hydroponicznych są dostępne w sprzedaży. Należą do nich automatyczne czujniki pH do zastosowań hydroponicznych obsługujące standardowe protokoły komunikacyjne, o zakresie pomiaru od 0 do 14,00 pH i rozdzielczości do 0,01 pH, co umożliwia precyzyjne monitorowanie i kontrolę.
Czujniki tlenu rozpuszczonego
Tlen rozpuszczony jest kluczowym czynnikiem dla prawidłowego wzrostu korzeni w uprawach hydroponicznych. Zbiorniki wodne niezanieczyszczone substancjami pochłaniającymi tlen utrzymują poziom tlenu rozpuszczonego na poziomie nasycenia.
Czujniki tlenu rozpuszczonego mierzą ilość tlenu rozpuszczonego w wodzie.
Cząsteczki tlenu z mierzonego roztworu przenikają przez selektywną membranę czujnika i ulegają odpowiednim reakcjom redukcji lub utleniania na wewnętrznej katodzie i anodzie, generując jednocześnie sygnały prądowe. Natężenie prądu jest proporcjonalne do stężenia rozpuszczonego tlenu.
Profesjonalne czujniki tlenu rozpuszczonego są dostępne w różnych wykonaniach: niektóre są odporne na trudne warunki środowiskowe, zapewniając jednocześnie doskonałą dokładność, inne są zoptymalizowane pod kątem czasu reakcji i nadają się do wyrywkowych kontroli oraz zastosowań analitycznych.
Czujniki stężenia jonów
Czujniki stężenia jonów są kluczowymi urządzeniami do monitorowania składu roztworu odżywczego. Stężenia poszczególnych jonów, takich jak azotan, amon i chlorek, bezpośrednio wpływają na wzrost upraw.
Przykładowo, specjalistyczne czujniki jonów amonowych mogą mierzyć zawartość amoniaku w wodach naturalnych, wodach powierzchniowych, wodach gruntowych i różnych zastosowaniach rolniczych.
Patent na czujnik stężenia jonów w roztworach hydroponicznych, przyznany przez uniwersytet rolniczy, łączy w sobie elektrody jonowe, czujniki temperatury i czujniki pH, umożliwiając szybkie zrozumienie zmian stężenia jonów, wahań temperatury i zmian pH w roztworach hydroponicznych.
Czujniki przewodnictwa elektrycznego (EC)
Przewodność elektryczna jest kluczowym wskaźnikiem mierzącym całkowite stężenie jonów w roztworze odżywczym, bezpośrednio odzwierciedlającym poziom żyzności roztworu odżywczego.
Automatyczne przetworniki EC zaprojektowane specjalnie do nawadniania rolniczego i hydroponiki oferują zakresy pomiarowe od 0 do 4000 µS/cm, obsługują standardowe protokoły wyjściowe, umożliwiają podłączenie do pomp/zaworów dozujących i sterowanie przełącznikami pomp/zaworów.
Czujniki temperatury i mętności
Temperatura ma wpływ na wzrost korzeni roślin uprawnych i aktywność metaboliczną, natomiast mętność odzwierciedla ilość zawieszonych cząstek w roztworze składników odżywczych.
W inteligentnych projektach hydroponicznych zbiorników szklarniowych deweloperzy mogą stosować moduły czujników temperatury i wilgotności o wysokiej precyzji, charakteryzujące się dokładnością pomiaru temperatury wynoszącą ±0,3℃ i rozdzielczością 0,01℃.
Specjalistyczne czujniki mętności można stosować z przyrządami wieloparametrowymi w celu monitorowania poziomu mętności roztworów składników odżywczych.
03 Zintegrowane aplikacje w systemach inteligentnych
Dane z poszczególnych czujników często nie wystarczają, aby w pełni odzwierciedlić całe środowisko hydroponiczne, co sprawia, że łączenie wielu czujników staje się coraz popularniejsze w inteligentnych systemach hydroponicznych.
Sondy wieloparametrowe o ekonomicznej konstrukcji można łatwo zintegrować z systemami sterowania i telemetrii, dzięki czemu nadają się do długoterminowego wdrożenia.
Zespoły badawcze opracowały inteligentne systemy monitorowania oparte na IoT przeznaczone do upraw hydroponicznych, które wykorzystują interfejsy aplikacji mobilnych do monitorowania parametrów środowiskowych upraw hydroponicznych w czasie rzeczywistym, w połączeniu z inteligentnymi metodami sterowania w celu dostosowywania parametrów jakości wody w roztworze odżywczym na podstawie doświadczenia operacyjnego i potrzeb upraw.
Wyniki testów pokazują, że gdy takie systemy regulują roztwory składników odżywczych, kluczowe parametry, takie jak pH i przewodność elektryczna, mogą utrzymywać stabilne, ustalone wartości w rozsądnych ramach czasowych.
04 Wyzwania techniczne i trendy przyszłości
Chociaż technologia czujników hydroponicznych poczyniła znaczne postępy, wciąż istnieje wiele wyzwań. Długoterminowa stabilność, odporność na zanieczyszczenia i częstotliwość kalibracji czujników to kluczowe kwestie w zastosowaniach praktycznych.
Szczególnie elektrody jonoselektywne są podatne na zakłócenia wywoływane przez inne jony i wymagają regularnej kalibracji.
Przyszłe czujniki hydroponiczne będą się rozwijać w kierunku wielofunkcyjności, inteligencji i redukcji kosztów.
Zaawansowane systemy czujników pozwalają już na precyzyjny pomiar różnych parametrów, w tym chlorofilu, pigmentów, fluorescencji, mętności i innych.
Tymczasem wraz z rozwojem projektów open-source bariery wejścia na rynek inteligentnych systemów hydroponicznych obniżają się, umożliwiając większej liczbie osób udział w tej transformacji rolnictwa.
Coraz więcej mieszkańców miast eksperymentuje z domową hydroponiką. Na balkonach domów w różnych miastach, w inteligentnych zbiornikach hydroponicznych opartych na popularnych platformach mikrokontrolerów, bujnie rosną zielone warzywa liściaste.
„Czujniki jakości wody stanowią podstawę systemów hydroponicznych — są niczym kubki smakowe roślin, które podpowiadają nam, które składniki odżywcze wymagają dostosowania” — opisał jeden z entuzjastów.
Ciągły postęp w technologii czujników sprawia, że rolnictwo precyzyjne przestaje być ideałem i staje się rzeczywistością.
Możemy również zapewnić różnorodne rozwiązania dla
1. Przenośny miernik do pomiaru jakości wody wieloparametrowej
2. System boi pływających do pomiaru jakości wody o wielu parametrach
3. Automatyczna szczotka czyszcząca do wieloparametrowego czujnika wody
4. Kompletny zestaw serwerów i oprogramowania modułu bezprzewodowego, obsługuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Więcej informacji o czujniku wody informacja,
prosimy o kontakt z Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Czas publikacji: 07-11-2025