Vešlios žalios salotos klesti maistinių medžiagų tirpale auginimo rezervuaruose, kuriuos kontroliuoja keli tyliai veikiantys vandens kokybės jutikliai.
Dziangsu provincijos universiteto laboratorijoje salotų partija sparčiai auga be dirvožemio, nes naudojama siaurajuosčio daiktų interneto technologija paremta hidroponinė išmanioji stebėjimo sistema. Mokslininkas Zhang Jing paaiškino, kad sistema naudoja kelis vandens kokybės jutiklius, kad realiuoju laiku stebėtų maistinių medžiagų tirpalo parametrus, kartu su neapibrėžto valdymo metodais, kad automatiškai reguliuotų vandens kokybę pagal pasėlių poreikius.
Hidroponikos technologijoms vis labiau plintant, šie nepastebimi vandens kokybės jutikliai vaidina vis svarbesnį vaidmenį. Nuo profesionalių tyrimų įstaigų iki paprastų namų ūkių – išmaniosios hidroponikos sistemos tyliai keičia tradicinius ūkininkavimo metodus.
01 Dabartinė hidroponikos technologijų padėtis
Palyginti su tradiciniu dirvožemio įdirbimu, hidroponika leidžia augalams augti greičiau ir sumažina kenkėjų problemas. Kadangi augalai nuolat absorbuoja maistines medžiagas iš maistinių medžiagų tirpalo, labai svarbu greitai ir tiksliai stebėti hidroponinio maistinių medžiagų tirpalo vandens kokybės parametrus ir prireikus papildyti maistines medžiagas.
Pastaraisiais metais, tobulėjant jutiklių technologijoms ir mažinant sąnaudas, išmaniosios hidroponikos sistemos iš mokslinių tyrimų įstaigų pradėjo persikelti į paprastus namų ūkius.
Tipinę išmaniąją hidroponinę sistemą paprastai sudaro trys pagrindiniai komponentai: jutikliai, valdikliai ir pavaros.
Tarp jų jutikliai yra atsakingi už įvairių vandens kokybės parametrų rinkimą ir tarnauja kaip sistemos „akys“ ir „ausys“. Jų tikslumas ir stabilumas tiesiogiai lemia visos hidroponinės sistemos sėkmę arba nesėkmę.
02 Išsami pagrindinių jutiklių apžvalga
pH jutikliai
pH vertė yra labai svarbi augalų augimui hidroponikoje. Kaip žino kiekvienas akvakultūros specialistas, optimalus vandens telkinių pH intervalas yra nuo 7,5 iki 8,5.
pH vandens kokybės jutikliai aptinka vandenilio jonų koncentraciją matuojamose medžiagose ir paverčia ją atitinkamais naudojamais išvesties signalais.
Tirpale esantys H+ jonai sąveikauja su jutiklio elektrodu ir sukuria įtampos signalą, o įtampos dydis yra proporcingas H+ koncentracijai. Matuojant įtampos signalą, galima gauti atitinkamą tirpalo pH vertę.
Komerciniu būdu galima įsigyti specializuotų pH jutiklių, skirtų hidroponikos reikmėms, pavyzdžiui, automatinių hidroponinių pH jutiklių, palaikančių standartinius ryšio protokolus, kurių matavimo diapazonas yra nuo 0 iki 14,00 pH, o skiriamoji geba – iki 0,01 pH, todėl galima tiksliai stebėti ir valdyti.
Ištirpusio deguonies jutikliai
Ištirpęs deguonis yra pagrindinis veiksnys, lemiantis sveiką hidroponinių augalų šaknų augimą. Vandens telkiniai, neužteršti deguonį naudojančiomis medžiagomis, palaiko ištirpusio deguonies prisotinimo lygį.
Ištirpusio deguonies jutikliai matuoja vandenyje ištirpusio deguonies kiekį.
Deguonies molekulės iš išmatuoto tirpalo prasiskverbia pro jutiklio selektyviąją membraną ir vidiniame katode bei anode vyksta atitinkamos redukcijos arba oksidacijos reakcijos, vienu metu generuodamos srovės signalus. Srovės dydis yra proporcingas ištirpusio deguonies koncentracijai.
Profesionalūs ištirpusio deguonies jutikliai yra įvairių konstrukcijų: vieni gali atlaikyti atšiaurias aplinkos sąlygas ir užtikrinti puikų tikslumą; kiti optimizuoti reakcijos laikui, tinkami taškiniam patikrinimui ir analitinėms reikmėms.
Jonų koncentracijos jutikliai
Jonų koncentracijos jutikliai yra labai svarbi įranga maistinių medžiagų tirpalo sudėčiai stebėti. Tam tikrų jonų, tokių kaip nitratai, amonis ir chloridai, koncentracijos tiesiogiai veikia augalų augimą.
Pavyzdžiui, specializuoti amonio jonų jutikliai gali matuoti amonio kiekį natūraliuose vandenyse, paviršiniuose vandenyse, gruntiniuose vandenyse ir įvairiose žemės ūkio paskirties vietose.
Žemės ūkio universiteto patentuotas hidroponinio tirpalo jonų koncentracijos jutiklis apima jonų elektrodus, temperatūros jutiklius ir pH jutiklius, leidžiančius greitai suprasti jonų koncentracijos pokyčius, temperatūros svyravimus ir pH pokyčius hidroponiniuose tirpaluose.
Elektros laidumo (EC) jutikliai
Elektrinis laidumas yra pagrindinis rodiklis, matuojantis bendrą jonų koncentraciją maistinių medžiagų tirpale, tiesiogiai atspindintis maistinių medžiagų tirpalo vaisingumo lygį.
Automatiniai EC siųstuvai, specialiai sukurti žemės ūkio drėkinimui ir hidroponikai, siūlo matavimo diapazonus iki 0–4000 µS/cm, palaiko standartinius išvesties protokolus, gali būti prijungti prie dozavimo siurblių / vožtuvų ir valdyti siurblių / vožtuvų jungiklius.
Temperatūros ir drumstumo jutikliai
Temperatūra veikia augalų šaknų augimą ir medžiagų apykaitą, o drumstumas atspindi suspenduotų dalelių kiekį maistinių medžiagų tirpale.
Išmaniųjų šiltnamių hidroponinių bakų projektuose kūrėjai gali naudoti didelio tikslumo skaitmeninius temperatūros ir drėgmės jutiklių modulius, kurių tipinis temperatūros tikslumas yra ±0,3 ℃, o skiriamoji geba – 0,01 ℃.
Specializuoti drumstumo jutikliai gali būti naudojami su daugiaparametriniais prietaisais maistinių medžiagų tirpalų drumstumo lygiui stebėti.
03 Integruotos programos išmaniosiose sistemose
Atskirų jutiklių duomenų dažnai nepakanka, kad būtų galima visapusiškai atspindėti visą hidroponinę aplinką, todėl kelių jutiklių sintezė tampa vis populiaresne išmaniųjų hidroponinių sistemų tendencija.
Ekonomiškos konstrukcijos daugiaparametriniai zondai gali būti lengvai integruojami su valdymo ir telemetrijos sistemomis, todėl tinkami ilgalaikiam diegimui.
Mokslininkų komandos sukūrė daiktų interneto (IoT) pagrindu veikiančias išmaniąsias hidroponikos stebėjimo sistemas, kurios naudoja mobiliųjų programėlių sąsajas hidroponikos aplinkos parametrų stebėjimui realiuoju laiku, kartu su išmaniaisiais valdymo metodais, skirtais maistinių medžiagų tirpalo vandens kokybės parametrams koreguoti pagal veiklos patirtį ir pasėlių poreikius.
Bandymų rezultatai rodo, kad kai tokios sistemos reguliuoja maistinių medžiagų tirpalus, pagrindiniai parametrai, tokie kaip pH ir elektrinis laidumas, gali išlaikyti stabilias iš anksto nustatytas vertes per pagrįstą laiką.
04 Techniniai iššūkiai ir ateities tendencijos
Nors hidroponinių jutiklių technologija padarė didelę pažangą, išlieka keletas iššūkių. Ilgalaikis stabilumas, apsauga nuo užsiteršimo ir jutiklių kalibravimo dažnumas yra pagrindiniai praktinio pritaikymo klausimai.
Ypač jonų selektyvūs elektrodai yra jautrūs kitų jonų keliamiems trukdžiams ir reikalauja reguliaraus kalibravimo.
Ateities hidroponiniai jutikliai vystysis daugiafunkciškumo, intelektualumo ir sąnaudų mažinimo link.
Pažangios jutiklių sistemos jau leidžia atlikti didelio našumo įvairių parametrų, įskaitant chlorofilą, pigmentus, fluorescenciją, drumstumą ir kt., matavimus.
Tuo tarpu, plėtojant atvirojo kodo projektus, mažėja išmaniųjų hidroponinių sistemų patekimo į rinką kliūtys, todėl daugiau žmonių gali dalyvauti šioje žemės ūkio transformacijoje.
Šiandien vis daugiau miesto gyventojų pradeda eksperimentuoti su namų hidroponika. Įvairių miestų gyvenamųjų namų balkonuose lapiniai žalumynai sparčiai auga išmaniuosiuose hidroponiniuose rezervuaruose, pagrįstuose populiariomis mikrovaldiklių platformomis.
„Vandens kokybės jutikliai yra hidroponinių sistemų pagrindas – jie tarsi augalų „skonio pumpurai“, kurie mums praneša, kurias maistines medžiagas reikia pakoreguoti“, – apibūdino entuziastas.
Nuolatiniai jutiklių technologijų proveržiai tiksliąją žemdirbystę iš idealo paverčia realybe.
Taip pat galime pasiūlyti įvairių sprendimų, skirtų
1. Rankinis matuoklis daugiaparametrei vandens kokybei matuoti
2. Plaukiojančių plūdurų sistema, skirta daugiaparametrinei vandens kokybei
3. Automatinis daugiaparametrio vandens jutiklio valymo šepetys
4. Pilnas serverių ir programinės įrangos belaidžio modulio rinkinys, palaikantis RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Daugiau vandens jutiklio informacija,
prašome susisiekti su „Honde Technology Co., LTD.“
Email: info@hondetech.com
Įmonės svetainė:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Įrašo laikas: 2025 m. lapkričio 7 d.